時間：2022-09-19 07:07:46
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電子設計論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
通過組織和指導學生參加全國電子設計競賽和陜西省大學生TI杯模數混合電子設計大賽，我發現存在以下問題：
1．1學生掌握的知識面窄學生選定一個項目后，根據給定要求提出的設計方案很少，只能將典型電路進行生搬硬套。對理論的基本知識和技能掌握的不夠全面，對器件的了解和閱讀的文獻資料較少。
1．2學生對儀器儀表設備使用不熟練學生在進行調試電路時，對部分儀器的使用不夠熟練，從而導致在測試電路時出現錯誤，觀察不到正確的實驗現象和實驗結果。這樣，既延誤了時間，又對實驗項目的方案得不到有效論證。
1．3學生應用計算機知識的能力有限電子設計競賽中很多題目都要求使用單片機才能完成相應的設計要求，但是部分學生對使用單片機編程技巧掌握的太差，對一些功能要求不能夠通過計算機編程而達到相應要求，從而導致成績不理想。還有部分同學不會使用計算機軟件進行電路的設計和仿真測試，導致方案論證和書寫設計報告論文時出現問題。
1．4對新型器件和技術的了解及應用能力較差電子設計競賽中的一些題目如果能夠采用一些新型器件和技術，將會使得設計電路簡單，性能等各項指標均高于傳統的電路。我們的學生在這方面獲得的知識和技術有限，與大學生電子設計競賽的要求還有一定的差距。
2電子設計競賽對我院實踐教學改革的促進作用
2．1減少驗證性實驗，增加設計性創新性實驗在課內實踐教學中要增加綜合性和設計性實驗項目。如：在《數字電子技術》實驗教學中根據“循序漸進”的原則先開設基礎實驗，再開設綜合實驗，最后開設設計性創新性實驗。要求學生運用數字電路的知識實現八位流水燈循環顯示電路，內容包括了譯碼器、計數器、移位寄存器和555集成定時器等知識的綜合運用。學生通過任務要求首先會選擇合適的器件，其次根據電路的設計要求提出設計方案，設計出電路圖，最后連接電路調試完成設計任務，寫出實驗報告。這樣的實驗訓練了學生用所學知識解決實際問題的能力，為學生以后設計電路打下良好的基礎。
2．2實驗手段的更新開展EDA應用技術，以計算機輔助分析和設計為核心的虛擬實驗環境和現實實驗環境相結合的實驗教學平臺。通過虛擬實驗環境對一個完整項目的設計和實現，使學生迅速掌握電子設計的理論、方法和技能。在現有的實踐教學中舍棄了過時陳舊的內容，如模擬電路中過多的分立元件電路實驗，數字電路中過多的小規模集成電路實驗；引入新的內容，如集成運放的各種應用，電子線路系統設計等。增加了電子線路軟件仿真的內容，使硬件軟件相結合，豐富了實驗手段。并將虛擬仿真實驗教學融入到實踐教學中去。
2．3促進實踐教學方法的改革我們在原來的集中課內實驗教學方法上增加了開放式實驗教學。開放主要是在時間和內容上開放。學生可自主選擇時間進入開放實驗室，在開放時間內由開放實驗室管理員參與管理，指導老師每周對開放實驗室管理人員和參與開放人員進行相應的培訓和指導。讓學生管理員參與日常的管理和維護，這樣鍛煉了學生自主學習、自我管理、發揮潛能的能力。在開放內容上，學生根據自己的情況選擇各開放實驗室提供的開放實驗項目，也可根據自己的專業和愛好選擇規定以外的其他實驗項目。我負責開放的實驗室有電工電子實驗室和電子測量與智能儀器實驗室，學生通過具體的實踐操作，學會了儀器儀表的使用和測量方法、常用工具的使用和基本的焊接技術，掌握了典型電路的連接和故障處理方法，從而提高了電路的分析和設計能力。同時，實驗室的開放加強了學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，提高學生針對實際問題進行電子設計、制作的綜合能力，也為電子設計競賽的選拔輸送了大量的人才。
2．4促進教師的教學水平電子設計競賽，是對學生掌握電子理論知識和實踐操作水平的檢驗，同時也是對高校教師師資水平、實驗室硬件條件及高校實踐教學質量水平的檢驗。例如我院的電工電子、單片機、EDA等課程實驗基本是單獨負責授課，這樣，教師對所負責的這一門實驗內容非常熟悉，但是時間長了對其它方面的內容缺乏聯系。但是教師通過組織和指導學生參加電子競賽的培訓的過程中，可以將多方面的知識融合在一起，提高綜合能力。我們做為教師只有在不斷學習新知識、新技術和開展教研室活動中，不斷拓寬知識領域和提高自身的業務能力，才能更好地指導電子設計競賽工作。
3結束語
論文摘要:介紹了電子設計自動化(EDA)實驗環境的建設與管理的經驗,簡要分析了由此給教學產生的實際影響。
由于集成電路技術和計算機技術的高度發展,設計自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實驗室。EDA實驗環境的硬件、軟件和服務水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學水平和辦學水平的一個重要標志。我校在教育部電工電子教學基地的建設過程中,始終對EDA的教學和實驗環境的建設給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實驗)中心,旨在負責全校EDA實驗教學,EDA項目開發和新技術推廣工作。經過近兩年的建設,EDA中心已初具規模,為全校的EDA教學提供了良好的實驗環境,促進了我校電類現代化課程教育的發展。
1EDA實驗環境的建設
EDA(實驗)中心的建設起始于1998年初,學校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務器的網絡實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設和有關實驗項目的開發。到目前為止已建立起的軟硬件環境如表1。
在EDA中心的建設中,我們遵循以下原則:
(1)創建一流具有EDA特色的實驗環境。EDA的實驗環境的好壞在某種程度上直接影響電類學生對現代化技術的掌握,同時EDA的實驗環境也是一個窗口,代表了一個學校現代化教學的形象。EDA中心的建設不應等同于一般的計算中心或機房的建設,應該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導開發力量。為了建設好一流的EDA實驗環境,我們成立了專家指導小組指導環境的建設,并多次派人到EDA教學較好的學校去參觀學習。為了體現時代的特點,我們將中心80臺機器內部互連,整個內部網絡完全按照Internet技術規范設計,能提供全套Internet服務。中心內部網絡還通過Linux網關與校園網相連。服務器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統。
(2)嚴把質量關,高質量完成建設。EDA所有軟硬件設備的引進都經過認真市場調查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發現配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設對EDA來說是體現特色的關鍵性建設,盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強外聯,尋求多方支持。EDA教學的開展需要許多方面的技術支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術交流以及與EDA軟硬件開發商家的聯系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設備,美國Altera公司通過其大學項目贈送給我們專業版和網絡版的Max+PlasⅡ軟件開發工具等。
(4)鼓勵師生開發EDA教學項目。我校EDA教學項目的開發進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發并用于教學有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環境也正在緊鑼密鼓地準備中。
(5)勤儉節約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節約了不少資金。
中國-2EDA實驗環境的管理
我校的EDA實驗環境主要面向電子工程系和自動控制系學生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協調管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責中心的建設和日常管理。
在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學服務。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學實驗提供方便。為了做好服務工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網絡授課,我們引進了Lanstar網絡教學系統軟件。有教師需要提供語音教學服務,我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統,中心工作人員經過多次試驗,使中英文操作系統能夠方便地切換。中心的Internet網及打印機等設備也均向師生開發。
(2)開放式的實驗環境。中心除正常設備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經常安排對EDA技術熟悉的教師或研究生進行現場指導,學生可以自由地上機實習。
(3)不斷推廣EDA新技術。EDA技術的發展速度非常快,我們利用中心與外界聯系較多的優勢,不斷向師生推薦EDA新技術和新方法。如我們曾請經銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業的學生開設了“電路”、“電子線路”、“數字電路”、“信號與系統”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業的“電工學”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進行畢業設計和課題上機。總上機時數已達4萬機時。
(2)EDA中心的構建,推動了我校多門類課程的教學內容、教學方法的改革。就數字電子課程而言,迫切需要充實現代化的設計思想和設計方法,EDA中心的服務為此創造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學生一起共同體驗前人創造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數字系統設計等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理,方便了學生,激發了學生的學習熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發現,原擬定通過Lanstar授課系統對學生講授EWB的使用方法,結果在現場卻發現,不少學生已初步學會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學,進入了EDA環境。這是一個學生主動學習的例子。通過這樣的學習客觀上提高了學生的自學能力,反映了他們高度的學習熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現代化、更復雜的EDA工具打下了基礎。
(4)EDA中心成為學生第二課堂的場地,培養學生從事科學研究的能力。如數字系統設計的老師利用EDA中心進行電子設計競賽,取得很好的效果,受到了學生的歡迎。
參考文獻:
1項目設計案例化
培訓內容的確定，結合職業崗位定位，選擇與實際電路產品相關的案例，面向應用，因用而學，學以致用。以丙級為例，其具體案例如：（1）時序邏輯電路設計與制作：設計制作一個數位電子鐘。（2）組合邏輯電路設計與操作：①半加減法器；②具有智能控制的2to4譯碼器；③具有優先權的4to2編碼器；④4to1多任務數據選擇器；⑤1to4多任務數據分配器。（3）CPLD設計與應用：①電子骰子控制；②二位數計時器；③紅綠燈控制。
2培訓的組織實施
培訓的實施采用面向職業崗位，以工作任務為引領，教學做一體的項目教學法進行培訓授課。如表2，即為實用丙級的實施方案示例。
3培訓的鑒定認證
培訓的鑒定認證，是參照臺灣嵌入式系統發展協會的職業能力認證考核標準，制定出包括PLD電子設計專業知識和職業技能兼具的鑒定認證系統，從專業知識和工程實踐技能兩大模塊分別進行考核鑒定。在實用丙級中，專業知識模塊由100道選擇題組成，由在線測試系統（OSTS）從題庫中以隨機方式產生，以考核學員對專業知識的掌握。而實踐技能的考評，主要包括組合邏輯電路的設計與操作、時序邏輯電路的設計與制作、綜合邏輯電路的設計與應用以及數位邏輯功能的模擬與紀錄等四個項目，規劃為二個階段來進行：第一階段主要考量學員對于傳統數位邏輯電路的設計及制作能力，其中包含邏輯化簡、電路設計、電路板規劃、組件辨識及焊接等能力；第二階段則考量有關CPLD的設計與應用能力，包含功能分析、工具使用、電路設計、程序撰寫以及功能模擬紀錄等能力。
4結束語
隨著超大規模集成芯片的發展，PLD電子設計自動化應用越來越廣泛，在減少電路板的體積，產品的更新速度方面顯示出極大的優越性。目前將其運用于設計電路產品已經成為一個主流，掌握PLD技術也成為電子設計人員的迫切需要。我們研究的培訓鑒定認證方案，其創新之處在于：（1）系統方案是以行業協會的職業能力認證為標準，銜接行業最新技術，直接面向企業的需求，凸顯了面向職業培訓的所學即所需的特色。（2）臺灣的電子產業在業界比較領先，在長三角地區也有大量的投資。基于臺灣行業協會的培訓認證，在外資企業，尤其是臺資企業有較高的認可度。（3）數位邏輯設計能力認證按照實用級、專業級、專家級逐次遞進，可分別面向不同的需求開展培訓。
作者：湯朝霞單位：蘇州工業職業技術學院
［關鍵詞］高職；電子設計自動化；微課；改革
高等職業院校設立的目的就是為了培養技術型人才。隨著時代的發展，多媒體技術越來越發達，各大職業技術院校也為了適應時代的發展不斷進行教學改革。在這其中，“互聯網+”對教學的影響越來越大，因此不少教師嘗試將兩者進行有效的整合，在此基礎上誕生了“微課”這一教學模式，而這一模式的誕生有效推動了課改的進程，對提升高職電子設計自動化課程的發展是非常理想。那么如何在教學中加以利用這一新穎的教學模式呢？筆者結合教學實踐進行了初步探索。
一、為何選用微課
電子設計自動化是一門理論與實踐并重的綜合性課程，在教學的過程中其更加重視對動手能力的培養。從其教學大綱來看，其最終希望通過教學達到這樣的教學效果：掌握用如何用計算機和EDA工具來進行電路的仿真和設計；掌握VHDL語言的基本語法結構并學會如何利用其進行簡單的編程；學會如何使用開發系統設PLD器件并熟練掌握整個流程等。而微課是指通過錄制視頻讓學生進行自學以及復習。這一教學模式內容較為精煉，在施行的過程中能夠突出教學的重難點；其課堂展現的形式從總體而言更加的多樣化，更為符合學生認知的特點；微課打破了傳統課堂的束縛能夠讓學生進行自主的學習。面對教育改革的趨勢，將電子設計自動化課程同微課有機地整合起來，能夠達成以上教學目標，并且讓學生學習起來更加輕松，從而高效地完成教學目標，因此在教學中應用這一教學模式是非常的有必要的。
二、如何利用微課
（一）明確教學目標。利用微課在電子設計自動化教學中組織教學，教師還是應該將教學目標作為教學的根本，從教學目標出發去設計課程，從而使微課的教學與教學目標相匹配，從而保證教學能夠達成預期的教學目的。需要注意的是微課的教學內容應該精煉，因此一節微課中不要設計過多目標，要將教學的內容落到實處，讓學生能夠抓住重難點，從而更高效的學習。例如，在學習如何使用muiltism電路仿真軟件這一部分知識點的過程中，將這一部分內容劃分為五個知識點：muiltism的入門認識、muiltism的電路仿真與以及如何分析、在模擬電路中muiltism的應用、在數字電路中muiltism的應用、在綜合電路中muiltism的應用以及最后的電路圖仿真分析。在提煉了教學的重難點以后，筆者將每一部分的知識錄制成一個視頻，然后在此基礎上還安排了一定的學習實踐活動，這樣學生在進行實踐操作的時候就能明白這樣做的原因，從而將理論與實踐相結合，這樣就能將所要學習的內容內化，從而獲得更加長足的進步。（二）完善教學內容。電子設計自動化教學在教學中主要包含理論與實踐知識的學習兩大部分，教師在教學的過程中必須認識清楚這兩點，然后在此基礎上去進行課程的設計以及完善。在明確教學目標的基礎上，教師就應該通過微課去完善教學內容。在滿足教學主線的基礎上，教師應該結合教學設計的內容融入微課這一模式中，對教學內容進行重新規劃，從而增強學習內容的連續性，從而開發出模塊化教學的方式，并且作為教師在此基礎上還應該善于利用各種媒體工具幫助學生在課下學習。這樣，學生就能擁有更多自主選擇的機會，逐步掌握學習上的主動權。此外，教師在上課之前可以利用QQ等社交軟件，將微課視頻下發到學生手中去，并在此基礎上讓學生從自身的需要出發去建立學習小組，教師在此過程中要加以正確引導，從而幫助學生更好地學習。（三）制定健全的微課教學評價體系。電子設計自動化教學在教學任務完成以后，希望對學生能夠進行一定的評價，從而為接下來學習任務的規劃打下良好的基礎并為教師教學計劃的制訂提供依據。在高職電子設計自動化教學中開展微課教學，教師也要隨之轉變評價體系，在評價的過程中以學生作為主體，讓學生對自身學習成果進行展示，讓學生之間相互評價，從而在輕松的氛圍中提升學生的綜合實力。
三、結語
綜上所述，在電子設計自動化教學中應用微課對于提升教學的效率以及學生學習的積極性都是非常有利的，在教學改革的過程中作為教師應該以教學大綱為本，以學生的需求為出發點，結合微課的特性，從而使得這一課程能夠煥發出最大的活力，從而全面提升高職人才培養的質量，在電子設計自動化教學中發揮出微課的最大化作用。
作者:何宏潛 單位:梧州職業學院
參考文獻：
一、電子專業創新型人才選拔的重要因素
電子設計競賽作為電子專業教學改革的風向標，在創新型人才的選拔上作用凸顯。培養符合大賽要求的創新型人才不僅需要精通專業知識，還需要具備很好的綜合素質，為了做到有的放矢地進行選拔工作，需要從以下幾個方面考慮：
（一）專業興趣是成功的基礎
興趣是學習的原動力，進行電子設計競賽人才選拔首先就應當考慮學生對應用電子的興趣，這種興趣可能是多方面的，比如對科學技術的向往、對自身能力的肯定等等。在興趣的驅動下，學生才會自覺地鉆研課外知識，積極主動地去處理各種問題，并以極大的毅力堅持下去。
（二）勤奮是競賽人才的必要條件
通常老師以為凡是聰明的學生就一定是好的競賽人才，其實這是不準確的，聰明加勤奮才是競賽人才的必要條件。以往很多有靈氣的學生，開始對競賽的興趣很濃，也有一定的進步，只是在漫長的準備競賽過程中極易受外界干擾，不能持之以恒，甚至中途退出，造成了競賽指導老師的被動性，這就需要加強對競賽人才責任意識的培養。
（三）學生要有扎實的焊接基礎
以往的比賽中，學生設計好的產品在軟件仿真階段能完成所有既定功能，可是到了制作環節卻怎么也調試不好成品，最后的原因往往是某一個焊點或電路連接處出現了問題，這種情況在分秒必爭的競賽期間造成了很大的損失，所以要在焊接基本功上讓每一個學生重視起來。
（四）要有充足的人才儲備
作為每兩年舉辦一次的全國電子設計競賽，時間間隔較長，人員更換較大，所以每次競賽時都要考慮下次競賽人選的培養。因此，在培養本次競賽人員訓練的同時，應該有一部分大一或大二的新生參與整個比賽過程，但不作為競賽隊員，為將來他們參加比賽做好經驗和心理方面的準備。
二、電子創新型人才培養的主要方式
競賽人才的共同特點是對應用電子學習興趣濃厚、反應靈敏、學習主動、接受能力強、抽象思維質量高，因此培養競賽選手的指導思想是因材施教。在全程的競賽準備過程中，學生的主動學習是主導，指導教師的作用是培養學生對產品設計制作保持濃厚的興趣，調節其積極性，克服學習中的盲目性，指導學生進行課外知識擴展、健全知識體系，培養學生的創造性思維并促使學生全面發展。
（一）課外知識擴展、健全知識體系
大學生電子設計競賽是以電子電路（含模擬和數字電路）應用設計為主要內容，可以涉及模-數混合電路、單片機、可編程器件、EDA軟件工具和PC機（主要用于開發）的應用，題目包括“理論設計”和“實際制作與調試”兩部分。作為競賽指導老師要充分強調以上知識的重要性，同時還要讓學生充分意識到其他學科的同等重要性。比如2009年競賽題目中“聲音引導系統”、“寬帶直流放大器”都涉及到了數學計算，因此指導教師應兼顧競賽人才的專業發展和各科全面發展的關系，使學生豐富文化底蘊，增強科學素養，最終達到健全學生知識體系的目的。
（二）培養創造性思維
競賽中的題目通常都有不同的解決方法，比如2009年我們制作的“模擬路燈控制系統”就有兩種方案可以選擇：方案一采用一片AT89S51單片機外接多路路燈；方案二采用三片單片機進行主從通訊。在競賽培訓期間要求對每一個題目都要進行多種方案的制作，在這個過程中不僅能夠開闊學生的思路，而且有助于培養學生的創新意識。
三、競賽人才選拔和人才培養的具體措施
（一）參賽選手培養程序
學校在組織大學生科技競賽時，遵循“兩個導向”原則：一是科普性導向，即競賽要面向廣大同學，使更多同學了解競賽并參與進來；二是科研性導向，即舉辦專業性強、水平高的科技競賽。因此學校針對不同的學生，分層次開設競賽選修課。如面向沒有電子設計基礎知識的學生開設電子設計基礎班，采用大班教學形式，一般120-140人左右，以普及競賽基礎知識、激發學習興趣；而對于具有電子設計基礎知識的學生則開設電子設計提高班，采用中班教學形式，一般60-80人左右，以提高競賽能力為目的；另外，對達到電子設計提高班水平且有初步參賽意向的學生開設電子設計競賽班，采用小班教學形式，一般為40-50人左右，以培養競賽選手為目的。通過競賽班的實戰練習，學生對競賽的內容、設計思路有所了解，也具有了一定的競賽技能。根據學生在競賽班中的成績排名，擇優錄取，組隊時兼顧學生不同的技能特長，做到優勢互補。
（二）開展大學生競賽網絡課程建設
網絡應用于教學領域，給學生提供了大量便捷的學習機會和豐富的教學資源，使學習活動更加自主化、個性化。競賽網絡課程網站建設要求包含教學文件、實踐教學、課堂教學多媒體課件、課外自學課件、課堂作業習題、課外綜合習題、模擬考試平臺、在線討論區、歷屆學生競賽獲獎成果等內容。針對競賽網絡課程網站的建設，學校明確要求網站內容每學期必須有更新，作業和試題每學期要有30%的內容調整；在線討論必須經常關注，及時答復；每次競賽完成后，相關內容應在4周內完成上傳。
（三）加強指導教師團隊建設
在教學業務方面，通過開展各種形式和規模的教學研討，集體討論教學大綱、編寫教材、完善教學文件、探索教學方法、改革考核方式。通過指導教師的共同參與，確定了各類課程不同的教學目標、教學內容和人才培養定位，鼓勵并支持指導教師開展各項科研工作，以教學為基礎，以科研促進教學，全面提升競賽水平。采取“1+1”指導教師培養方式，即每位副高級以上職稱的教師帶一名新指導教師，通過教學工作的老中青結合，發揚傳幫帶的教學指導功能。同時，“1+1”培養方式也保證了指導教師隊伍的穩定。
（四）面向競賽學生開設競賽練習課
練習課采取集中和分散相結合的方式進行。集中練習借鑒“商品超市”和“菜單選擇”的管理理念分成不同的課程模塊，如計算機程序編程、設計規劃、論文撰寫、信息處理、案例分析、實戰練習等模塊，競賽學生可以根據各自需要選擇部分課程模塊重點練習。集中練習課由經驗豐富的競賽指導教師主講，在學生自主選擇的基礎上，對最終參賽的選手進行所有模塊的綜合練習。分散練習以學生自主學習為主，在自學過程中，碰到疑問或困難時，競賽指導老師負責答疑指導。
（五）加強競賽技巧練習
學校通過開設練習課，分模塊對學生進行長期競賽練習，在競賽相關技巧練習中，有三個技巧需要重視和加強。
1.信息處理。隨著計算機網絡的普及和發展，通過網絡可以快速獲取各個領域的知識，但如何選擇有效信息卻讓很多學生頭疼。加強信息處理能力的培養，讓學生明確自己需要的和必須把握的信息，建立信息評價標準體系，學會選擇有意義的信息，將對競賽起到事倍功半的效果。
1.學校重視，為參賽創造良好條件
為了使競賽的各項工作高效率進行，我校在每次競賽前都成立領導小組。其職責是對競賽活動進行整體協調以及制定相關政策，組建教師指導組，選拔優秀參賽隊員，制定并實施競賽培訓計劃等。在組織競賽方面，從學校領導到各部門領導都十分重視大學生電子設計競賽。每次都會撥出專款用于電子設計競賽，同時還制定了相應鼓勵政策，以調動師生的參與積極性。各職能部門都積極配合電子設計競賽工作，為學生提供一切可能的條件。
2.電子設計競賽促進實踐能力的培養
電子設計競賽是對學生的創新實踐能力的一次綜合測試。它不同于學校傳統的課程考試，不是單憑一張考卷來評定一個人的綜合素質。對參賽學生來說，他們是電子設計競賽最直接的考驗者，從對題目的分析到選題、方案設計、元器件的確定、設計裝配制作、調試、最后完成作品并寫出論文。這對學生的理論聯系實際能力、實踐動手能力、軟硬件綜合應用能力、論文書寫能力是一個很好的考驗。參加比賽的學生都有這樣的感慨，通過這樣的比賽，自己的動手能力得到了很大的提高，對原來書本上的知識點有了更深入的理解，也發現自己的知識還遠遠不夠，需要大面積的充電。競賽同時也提高了學生解決、分析問題的能力。學生事先的設計方案并非是最優的，也并非完全正確，在實踐的檢驗中，大部分學生都會碰到這樣那樣的問題，器件的參數選擇不對、連錯一個管腳、一根導線走錯，都會影響整個電路。這就要求學生在競賽中必須有耐心，時刻保持清醒的頭腦，對故障原因加以分析，找出故障點，有的學生方案設計不合理，要經過多次的改動，在反復的實踐中，他們取得了最后的成功，積累了寶貴的經驗。通過競賽，每一位參賽隊員都從中學到了許多知識，受益匪淺。
3.電子設計競賽培養學生市場及工程意識
3.1注重團隊精神的培養
團隊精神對于企業而言具有相當重要的作用，可以說，在一定程度上，它決定了企業的前途，因此，企業在招人時也很注重人員的團隊意識。在電子設計競賽的培訓過程中，我們很注重培養學生的團隊精神，在比賽中，三人一組，分工明確，一人負責硬件的搭建，一人負責軟件程序的編寫，一人負責整理和書寫設計報告，對全局要有所把握，三個人需要緊密團結、相互合作、齊心協力，這是最后獲得成功的重要因素，任何的不協調都將導致功敗垂成。學校采取自愿搭配的原則。由于培訓學生來自不同專業，不同班級，每個學生的知識結構、學業特長、個性特征差別較大，不宜盲目地強行組合；而大學生往往具有獨立意識，所以采取讓他們自愿搭配，自由組合的辦法，并在培訓過程中注意觀察、適時調整，最終確定小組成員。
3.2借鑒公司項目開發的管理模式組織培訓，采用工程概念進行設計制作
在學習了一定的基礎知識的前提下，采用項目導向的培訓模式。這需要指導教師根據歷年電子設計競賽的出題類型，結合本學校的實際情況，為學生選擇合適的項目，在規定的時間內讓學生完成規定的任務。讓學生從分析題目，去圖書館、上網查找資料，確定幾套方案，到實踐解決問題有一個全面的認識。引入模塊化的概念，硬件模塊化、軟件模塊化等，比如，電源模塊、單片機最小系統、顯示模塊、A/D、D/A模塊等等，事先都可以做好備用。在培訓過程中關注新器件的使用，申請一些樣片嘗試其使用情況。
4.給學生帶來積極的“副作用”
全國大學生電子設計競賽極大地激發了參賽學生的積極性和主動性，無論成績如何，參賽者都感觸頗多，收獲很大。學生普遍認為工程實踐能力得到了極大的提高，對電子制作的興趣更濃，自愿從虛擬的網絡游戲中回到了實驗室，針對參賽的學生，實驗室是開放的，只要是沒課時間，學生們都愿意在實驗室里，從被動學習變成了主動尋求方法解決實際問題。因此，我們在選拔參賽人員時也從原來的主要是大三的學生擴展到大一、大二優秀的學生也可參加比賽，或與大三的學生進行組合成隊，激發他們的學習熱情，為以后的比賽培養好的苗子。參加過競賽的同學在后續的課程中都表現出特有的專注和投入，也有了很多想法，開始認真思考今后的人生打算。這也正是競賽精神的延續與擴展，筆者覺得也是最有意義的一點。電子設計競賽的參與有利于學生的就業，很多用人單位提出將參加過電子設計競賽作為選擇條件之一，對參加電子設計競賽并獲獎的學生優先錄用。我校參賽的學生目前在上海、廈門、深圳等地都有非常好的工作及豐厚的薪水，比有些本科學校的學生體現出更強的動手能力。
1競賽的顯著效果和存在的問題
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動，以“政府主辦、專家主導、學生主體、社會參與”的組織運行模式蓬勃發展。在全國四大學科競賽活動中，因其舉辦時間長、規模大、參賽人數多、極高的權威性和影響力，已成為高校考核大學生創新實踐能力的一個重要標尺，得到了高等教育界和社會的廣泛認可。競賽內容既有理論設計，又有實際制作，全面檢驗和加強參賽學生的理論基礎和實踐創新能力。全國大學生電子設計競賽自1994年舉辦第一屆以來，已經成功舉辦了九屆，每兩年舉辦一次。2009年本專業代表長治醫學院第一次參加了電子設計競賽，我系學生獲得省級一等獎一項、二等獎五項、三等獎六項。不僅給本院、本系帶來榮譽，更重要的是給我們提供了一個培養創新、協作和鉆研精神的平臺，是大學生展現自己、積累經驗的舞臺。這次競賽給教學工作帶來了很大的幫助，以課堂教學改革為切入點和突破口，切實提高了人才培養質量，推進了整體教學改革。首次參加競賽，從準備到比賽結束暴露出很多問題。由于學院是第一次參賽，又是醫學院校，學院中大多數的實驗室設備都是醫學設備。導致工科實驗室建設條件準備不足，缺乏電子創新實驗室設備。在了解和學習往屆電子設計競賽題目和參賽作品后，發現本系實驗室元器件、實驗儀器等硬件只能滿足個別題目的設計，還不能滿足競賽中所有題目需要的實驗設備條件。此問題得到學院領導的重視，規劃建立一個開放性電子創新設計實驗室，并且在競賽前分批采購了競賽急需的一些實驗儀器。創新性實驗室的建成可以給學生和教師提供設計電子電路所需的硬件資源，也可以作為全國大學生電子競賽的場地。在參賽學生的選拔培訓、資料準備、活動場地及經費等方面都需要多部門協調解決，經過溝通與協調，問題得到了解決。
2競賽對教學改革的促進作用
電子設計競賽無疑為本系教學改革注入一劑“強心針”，使得教學工作不斷完善提高的同時，也能夠擴大學校、院系的影響力。但是通過電子設計競賽培養學生的創新能力，提高人才培養的質量，更是我們教育工作者的初衷。在培訓和競賽過程中，我們學習和研究了歷屆電子設計競賽的題目，選題都具有一定的實際意義和應用背景，大量新技術、新器件的使用讓我們認識到電子技術的飛速發展，同時也反映了目前電子技術的先進水平。要培養具有創新能力的科技人才，提高學生專業知識和綜合能力的水平，必須跟上先進電子技術發展的速度，不斷進行電子基礎課程內容的調整和實驗教學內容的更新。
2.1有利于深化電子類課程內容
隨著電子技術的快速發展，新器件、新技術的不斷涌現，需要不斷更新教學、實驗內容。如軟硬結合的嵌入式系統應用、可編程邏輯芯片等。在2009年競賽的題目中，NEC電子將節能理念引入競賽，這使我們清楚地認識到當今電子技術的飛速發展，進一步顯示出教學改革發展速度的滯后。因此必須深化電子類課程內容，讓學生掌握的電子技術跟得上社會發展的腳步。為提高學生綜合素質和創新能力，對電子類課程內容進行了調整，如在單片機教學內容中，51系列單片機內部資源、擴展作為講授的重點，但是隨著電子技術的發展，許多新型單片機的強大功能與低廉價格，越來越受到使用者的青睞，應用領域非常廣。因此，這就需要更改部分教學內容，讓學生避免在擴展上糾纏。在賽前培訓中舍去學習這部分內容，改用凌陽單片機，由于其內部資源豐富，模塊化的結構易于系列的擴展，其指令結構提供了對高級語言的支持，這可以大大縮短產品的開發時間，讓學生在競賽中提高設計效率。
2.2促進了實踐教學環節的改革與發展
實踐教學是培養創新人才必不可少的重要環節，針對傳統的教學模式中，多數學生偏重理論知識、動手能力差的情況，本專業依托電子設計競賽，在實驗課中積極推進實踐性教學。如將驗證性實驗貫穿在設計性實驗中、單科性實驗包含在綜合性實驗中，指導學生將理論和實踐結合起來靈活應用，培養學生綜合素質和創新能力，改變以往的教師教什么，學生學什么的傳統模式，從而提高了教學質量，激發了學生的創新欲望。結合本系實踐教學改革的思路，將賽前培訓模式引入實踐教學。通過借鑒電子設計競賽的特點與組織運行模式，我們舉辦了校電子設計競賽。針對生物醫學工程專業，我們請國內知名的醫療器械公司工程部的設計人員出題和評審，本系教師對報名參賽的學生進行培訓，參賽的學生按照電子設計競賽的模式需要寫出設計論文和實物演示。不僅鍛煉了學生的動手能力，同時為全國電子設計競賽選拔和考核了參賽隊員，也增強了學生在生物醫學工程領域內的實際應用和設計能力，為更多的優秀學生脫穎而出創造了條件。
2.3提高了指導教師的教學水平和工程實踐能力
本系教師隊伍參加賽前培訓任務，青年教師占有相當大的比重，他們對新技術、新軟件接受快，但缺乏工程實踐經驗。提高實踐能力是高校青年教師克服自身弱點、提高教學水平、實現自我發展的必然途徑。實踐經驗的缺乏，不僅導致科研能力不足，盲目仿效，缺乏獨立工作能力，難以實現學術獨立；而且在教學上內容貧乏，照本宣科，課堂氣氛缺乏活力，難以培養優秀人才。以電子設計競賽為契機，充分調動教師的積極性努力提高青年教師的實踐能力。競賽命題范圍廣，內容新穎，涉及多門課程的綜合應用，難度適中，指導教師在培訓過程中互相學習，共同提高，取長補短，知識和經驗相互滲透和補充使得青年教師業務素質快速提高，能夠在日常的教學和科研中發揮重要的促進作用。
3培養學生創新能力
培養創新人才是社會發展的需求，更是當前高等教育的首要任務。根據本專業的培養目標和方向，以素質教育為基礎，能力培養為主線，充分發揮電子設計競賽對學生創新能力培養的促進作用，為社會培養優秀的創新型應用人才。
3.1培養學生團隊合作精神
在當今日益激烈的社會競爭中，團隊合作成為社會經濟發展的一種必然，在校大學生更應該加強“團隊合作”的教育。通過發揮團隊精神不僅可以營造一種工作氛圍，使每個參賽隊員有一種歸屬感，有助于提高團隊成員的積極性和效率，而且有利于產生新穎的創意，激發團隊成員的潛力，完成個人無法獨立完成的事情。電子設計競賽是電子類課程知識和實際應用能力的綜合運用，其知識的廣度和深度、實際動手能力都具有一定的水平和難度。每個參賽小組都由3名學生組成，要在4天時間內完成從題目選擇、技術資料收集、設計創新性論證、電子元器件選購、軟硬件設計、實物制作、調試測試、撰寫設計報告的全過程。對參加競賽的學生來說無疑具有極大的挑戰性，只有密切配合，發揮團隊合作精神才能夠取得成功。而長期以來學校強調的卻是個人學習，強調的是個人能力的培養，缺乏團隊意識的訓練。因此，在平時的培訓過程中需要鍛煉參賽隊員的團隊合作精神。為了加強學生這方面能力的訓練，實施“小組合作學習”的教學方式，不僅可以把團隊的整體目標分割成許多小目標，然后再分配給團隊的成員一起完成，這樣就可以縮短完成大目標的時間而提高效率；而且團隊組成的多元化有助于產生不同的觀點，從而有助于在決策時集思廣益產生最優的方案。
3.2培養拔尖人才
學院領導十分重視電子設計競賽對學生創新能力的培養，制定了一系列的獎勵政策，如學院對參加全國大學生電子設計競賽獲全國一等獎的學生免試推薦攻讀碩士研究生，對獲得省一等獎以上的學生畢業設計評定為優秀。通過電子設計競賽等科技活動可以開闊視野，激發對新知識的探索欲望，增強學生的自學能力、研究能力、操作能力、組織能力、創造能力。不僅需要學生具備深厚而扎實的基礎知識，了解本專業的最新科學成就和發展趨勢，還要鼓勵學生在實驗課和見習、畢業設計等實踐教學環節中敢于創新、敢于面對困難。對具有嚴謹的科學思維能力和對事物做出系統、綜合分析與準確判斷能力較強的拔尖人才，在課程設置上適當加大選修課的比例，有助于了解相鄰學科必要的橫向學科知識。在實驗課中增加綜合性實驗，培養其敏銳的觀察力，能夠提高從本源上發現問題的能力。此外，設立大學生科研訓練計劃，積極支持大學生開展課外科研活動，如本專業學生在2009年申請國家自然科學基金兩項，在教師的指導下，自主設計完成了課題，并撰寫、發表了論文，成功地完成了科研任務的同時也充分調動了學生學習的主動性和積極性，不斷提高學生的創新能力。
向 楠 安徽國防科技職業學院汽車工程系 安徽六安 237011
基金項目：安徽省示范實驗實訓中心《汽車技術實驗實訓中心》項目階段性成果，項目編號：2013sxzx042
【文章摘要】
高職學生實踐能力提升一直以來都是高職專業人才培養的重中之重， 也是高職教育教學改革的方向標。本文在對實踐能力的涵義、形成機制分析的基礎上，提出了基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養模式為高職院校深化實踐教學改革提供了參考。
【關鍵詞】
電子設計大賽；主動實踐能力；實踐教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼: A 文章編號：
1 實踐能力內涵特質
學術界往往更多強調學習者的認知能力，實踐能力更多地被忽略。國外學者加德納指出：“智力是在某種社會和文化環境的價值標準下，個體用以解決自己遇到的真正難題或產生及創造出某種產品所需要的能力。”，這一對智力概念的理解接近于我們所說的實踐能力，在國內，傅維利、劉磊、吳志華等學者又進行了進一步的探索，他們認為：“實踐能力是個體在生活和工作中解決 實際問題所顯現的綜合性能力，是個體生活、工作所必不可少的；它不是由書本傳授而得到的，而是由生活經驗和實踐活動磨練習得的。”劉磊等人指出：“實踐能力就是對個體解決問題的進程及方式上直接起穩定的調節控制作用的個體生理和心理特征的總和。
在國內外學者研究的基礎上，實踐能力可以理解為使用知識、技能解決現實問題的能力。這種理解可以從以下四個方面進行理解：一是它是能力的重要組成；二是它的活動對象包括工作、生活的各個領域；三是它是在實踐中不斷積累形成的； 四是它的基礎是基本知識、技能的掌握， 創新意識和創造精神對實踐能力的提升也很重要。
實踐能力是在日常的工作、生活中通過日積月累的勞動積累形成的，不同職業形成不同實踐能力。如機床操作員對機床的操作能力、工藝員對零件工藝的設計能力、管理人員的企業管理能力等。對于大學生而言，在沒有職業活動的條件下，他們實踐能力的形成主要依靠以下幾種方式：
1）將已有知識轉化為實際問題的解決技能
高職學生在專業知識、技能的學習的基礎上，通過專周實訓、頂崗實習等實踐環節培養自己的實際操作能力和面對實際問題的解決能力，久而久之，這種實踐不僅加深了對已有知識的掌握理解程度， 同時也具備了解決現實生產過程中實際問題的方法、步驟，實現了將已有知識轉化為實際問題的解決技能。這種能力形成的關鍵是：實訓實習崗位要與學習者的專業知識應用對接，同時有實踐經驗豐富的師傅進行指導。
2）長期運用，實踐技能更為熟練
實際操作技能，在長期實際運用中， 不斷強化，逐漸達到熟練。解決實際問題的方法、步驟，在不斷進行各種問題的解決中，逐漸形成自己獨有的思維方式和風格。這種能力形成的關鍵是：學習者必須自己參與實踐，并能進行大量的訓練，且實踐經驗豐富的師傅能及時得針對學習者的錯誤進行指導。
3）綜合運用，形成解決綜合問題的能力
在解決單一問題的基礎上，通過對綜合問題解決過程中多種知識、技能、方法等的綜合應用，逐步形成綜合問題的解決能力。這種能力形成的關鍵是：具備綜合問題解決所需的各種知識、技能、方法，且能在實際問題中綜合使用并加以總結。
學習者將已有知識轉化為實際問題的解決技能、實踐技能更為熟練、形成解決綜合問題的能力這一過程即為其實際能力的形成過程。在這一過程中學習者的主動性就顯得尤為重要。
2 基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養
2.1 主動實踐能力的涵義
學習者在教師制定的實踐要求、步驟等規定框架下，按要求完成具體的實踐任務，這種實踐能力的形成往往被稱為被動實踐，這種實踐只是對現有知識的一種掌握。這種實踐學習者是在被動的狀態下完成既定任務，往往缺乏對解決問題所需知識的主動理解、思考，當問題發生變化時往往又手足無措。要改變這一現狀，關鍵是解決問題的方法、步驟必須有學習者自身通過思考，結合已有知識、技能去完成某一工作任務，這種實踐往往被稱之為主動實踐。 建構主義的觀點是：知識是學習者在特定的工作任務或工作情境中, 在教師或師傅的指導幫助下，通過主動學習和查閱資料，采用意義建構獲取。建構主義教學理論對學習環境在知識掌握中的作用特別重視， 它的觀點是學習環境的四大要素“情景”、“協作”、“會話”和“意義建構”對于知識的學習和掌握尤為重要。這一理論與主動實踐能力對學習者的要求不謀而合。重視學生的主動性和參與性這一建構主義的思想，也為學生主動實踐能力的培養提出了很好的理論基礎。
2.2 基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養
高職學生創新能力培養的關鍵是要主動實踐，而電子設計競賽則為學生主動實踐能力培養提供了平臺。電子設計競賽的目的就在于培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風；有助于學生工程實踐素質的培養、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力。從這個意義上說學生在參與電子設計競賽的過程中，就必須從對競賽題目的理解、分析到選題、具體方案設計、元器件的選擇、設計裝配制作、調試、最后完成作品并寫出論文這一過程必須主動通過自己的思考來完成，且時間要求往往很緊。競賽過程中對學生的理論運用能力、實踐技能、軟硬件結合能力、論文寫作能力及意志品質、團隊協作精神等都是一個很好的檢驗。
創新能力培養必須融入大學教學的每個環節、每個實驗之中，探索基于項目研究的綜合性課程設計、學生課外研學與自主創新的實驗項目，拾級而上、循序漸進、漸次提升學生的主動實踐能力。
2.2.1 開發基于項目研究的實驗項目
在基礎實驗中，以項目為載體，通過教師的引導，在解決問題、完成任務的過程中讓學生體驗和掌握電工電子基礎知識，并安排涵蓋課程知識點、具有工程背景或實際應用價值的可實現多項功能及性能指標的綜合設計性實驗項目，在項目構思中，盡可能選擇實現方法具有多樣性，或實驗結果隨外部條件變化具有不確定性的內容，促進學生的主動探索與實踐。可把電子設計大賽技能要求分解成具體的實驗項目，探索、創新實驗案例，例如交流控制電路設計、黑匣子電路結構與參數判定、多路搶答器設計步進電機轉速控制系統設計、電磁式繼電器的特征參數測量、R、L、C 網絡頻率特性測試與參數測量等。
2.2.2 開展綜合型課程設計
在課程設計中，學生可根據所學專業和興趣愛好選擇具有工程背景的課題作為課程實踐項目，自主制定課題的詳細功能、規模和性能指標，經教師確認課題合理性、實現的可行性、知識廣度、專業深度與工作量后，學生自主選擇工作平臺， 開始系統分析、研究設計、調試與工程實現，并進行項目總結，撰寫設計報告，制定測試和演示方案，教師對項目作品進行驗收、質詢并分組進行演示。在整個課程設計中，突出學生主體、手腦并用及學生的研究探索，實現“知、情、意、能”復合培養， 提升學生的主動實踐能力。例如依托電子設計大賽可開展簡易邏輯分析儀設計、電能參數測試儀設計、高頻調諧放大器設計、數字示波器設計等綜合性課程設計。
2.2.3 實施以學生為中心的教學模式
在教學中積極倡導自主研學，著眼于學、思、知、行的有機結合，引導學生通過研究探索、信息查詢、方案研討、設計仿真、系統實現、調試測試等多種途徑進行自主學習，精心安排實驗內容，前期多以簡單問題的提出，作為綜合、復雜問題的鋪墊，在問題發現和解決的過程中引導學生學會學習、學會思考、學會動手，后期設計綜合實驗項目，讓學生很難找到現成答案，通過提出實驗要求讓學生必須經歷“調查、研究、分析、規劃、設計、實現、測試、總結”的研究過程，才能完成任務，通過設置考核內容調動學生關注實踐過程中的各個環節，提升學生實踐的樂趣及主動性。
2.2.4 優化集成創新實踐環境
分層次按功能設置實驗室，建設電子工藝、電工技術、電子技術及創新展示實驗室等學科基礎實驗平臺，優化電子系統設計、電氣控制系統、高頻電子電路等專業基礎實驗平臺的儀器配置，拓展課外研學創新基地，以滿足學習、研究、設計、分析、仿真、實驗、制作、焊接、測試等不同環節的軟硬件需求。建立網絡信息化的教學管理制度，實施教師定時帶班實驗與學生自由開放實驗相結合，同時加強實踐項目管理與過程監控，保障教學質量。
“競賽+ 項目”的教育教學改革模式的實質其實是將理論知識與實踐技能分解成電子設計競賽的各個模塊化的工作任務，并通過競賽加已完成。這種教育教學改革模式以現代職業教育理念為指導， 注重學生的職業發展需求，改變傳統的單一的“填鴨式”教學，更多強調學習者學習的主動性、積極性，強調創新意識和團隊精神的培養。在實踐教學中通過合理的教學情景設計，實現教學做一體化，強化師生互動，充分發揮學生的主體作用。具體來說即是以電子設計競賽的競賽規程和競賽任務為基礎，將競賽任務分解為一個個子任務，并將其轉化為一個個實踐教學情景，在日常教學中指導學生自主完成， 這種基于實際任務的教學情景設計能很好的激發學習者的學習積極性，契合建構主義理論。
基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養為學生理論聯系實際，解決實際問題提供了平臺，提供了一種很好的技術技能型人才培養路徑，這種強調大學生主動實踐能力和創新意識的培養方式，必將為學生畢業后更好的適應企業工作崗位奠定基礎。
【參考文獻】
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【關鍵詞】電子設計競賽；創新思維；動手能力
一、引言
自1994年開始舉辦的全國大學生電子設計競賽已成為我國電子信息領域舉辦時間最長、規模最大、最具影響力的大學生學科競賽活動，已成為教育發展和教學改革的一種良好的輔助和促進手段，通過競賽培養了大批學生團隊合作精神和克服困難的創新精神[1]。這項競賽得到了絕大多數設有電子信息類專業學校的積極響應，通過大學生電子設計競賽，旨在為更多的學生營造參與科技和創新活動的環境，培養和提高大學生的創新意識和創新能力。
在近幾年來的電子設計競賽培訓過程中，在參賽學生選拔、培訓內容選擇、培訓方式及具體措施等方面做了一些有益的嘗試，總結其中的體會與大家共享。
二、參賽學生的選拔
在參賽小組的選拔中，首先由學生自由組隊報名，要求組隊后的3個隊員各自具有較強的能力且隊員之間能配合默契，在單片機系統設計與應用，模擬和數字電路的應用，硬件焊接與調試，計算機編程以及撰寫設計報告論文等方面要有所分工；然后組織報名參賽隊進行選拔考試，內容包括模擬電路、數字電路、單片機、傳感器等方面的基本知識及應用，典型測量系統的設計方案，對電子競賽的了解，參加競賽的優勢自述等；最后指導老師根據各參賽隊成員選拔考試的結果、面試表現以及綜合考慮各參賽隊在團隊合作、硬件制作、軟件編程、報告撰寫能力等方面的實力，確定參加競賽的5個組和各組成員。
三、參賽學生的培訓
從歷年的競賽題目中確定各參賽小組的第一次訓練題目，盡量做到各參賽小組選擇不同的訓練題目，按照電子競賽的要求，規定在一個適當的時間內完成實物的制作、性能指標的測試、總結報告的撰寫。
在第一個實際系統設計后，協商電子設計競賽第二次訓練題目，要求盡可能多地涉及未曾接觸的知識點，在規定的時間內完成設計任務，然后各小組演示實物的功能，測試電子系統的各項指標，注重測試方法是否正確，測試性能指標是否符合設計要求，對于差異較大的需要認真分析其原因，找出合理的解決方案并實施。
最后，要求各參賽小組認真整理前一階段培訓完成的實物，單元電路要求注明電源要求、詳細且清楚的輸入輸出接口信息，達到的性能指標并形成文字，軟件要求有整體的說明，需要占用的資源說明、語句有詳細的注釋。輔導老師對培訓中出現的問題向學生做詳細的介紹，對競賽中容易出現的問題也需要提醒學生。在參賽的前一天不安排具體的工作，保證學生能休息好，以極佳的狀態參加電子設計競賽。
四、輔導中幾點體會
作為指導過多屆電子設計競賽的教師，談談輔導電子競賽的一些體會。
（一）充分發揮學生的主觀能動性
培養具有創新能力的高素質人才是高校教學追求的目標，參加電子競賽的主體是學生，因此學生的積極性至關重要。參加電子競賽的目的要求學生在競賽中能做得最好，能全身心地投入到訓練和競賽中去，參賽學生的理論知識和實踐動手能力要能得到充分的結合，在電子競賽中能創造性地完成命題的要求，往往能取得較好的競賽成績。參加電子設計競賽培訓的學生，通過電子設計競賽后，個人的能力方面能得到很大的提高，與其他學生相比在畢業設計階段能更好更快地進入課題的研究，因而深受教師的歡迎。
（二）注重創新思維及團隊合作能力的培養
大學生電子競賽為具有創新能力的學生提供了一個展示才能的舞臺，教師在培訓中應結合實際擬定電子系統設計題目，鼓勵學生進行多個方案的設計，特別是對具有創新思維的設計方案應引起足夠的重視，教師和學生共同分析討論，比較其優缺點，對方案進行細化和優化，進行電路分析計算，有可能就要進行軟件仿真，減少不必要的失誤，在此基礎上完成電路的制作。在培訓中既要向學生傳授知識，還要刻意培養學生的團隊精神，鼓勵大組合作，高低年級合作，充分調動每位學生的積極性，同時指導教師也應該具備必要的專業技能和奉獻精神，并通過不斷學習新知識來提高自己。
（三）培養學生系統能力
在大學生電子競賽輔導中，不僅要培養單元電路的設計安裝調試能力，更要培養學生根據某一設計任務的技術指標細化每一個單元電路的功能和技術指標，對任務在總體上有一個明確的認識。如溫度控制系統：就應從溫度傳感器的選用（Pt電阻、Cu電阻、熱電偶、半導體集成溫度傳感器等），小信號放大濾波、單片機數據采集顯示、控制算法程序的編寫、執行機構控制電路等方面來考慮各個部分的性能指標，只有各個部分設計合理，才能以較低的價格設計出整體性能達標具有實用價值的系統。
五、結束語
2009年9月參加由中華人民共和國教育部高等教育司和信息化部人教司主辦的全國大學生電子設計競賽，07級學生王輝、程偉、游俏俊組成的參賽隊設計制作完成的“智能模擬恒流源路燈控制系統”一路過關斬將，最終榮獲全國一等獎，學生代表王輝赴北京人民大會堂領獎。實踐表明我們采取的參賽學生選拔方式，培訓內容的選擇，培訓方式在大學生電子設計競賽培訓輔導過程中收到很好的成效，在較短的時間內學生的工程實踐能力和創新意識得到了很大的提高。
參考文獻
[1]王越，韓力，沈伯弘，趙顯利，俞信，胡克旺.大學生電子設計競賽的開展與學生創新能力的培養[J].中國大學教學，2005（10）.
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作者簡介：
早在2006年，我們就開始對單片機技術、電子CAD，模擬電子技術與數字電子技術等課程進行改革。在多年的實踐中，提出了“重在參與、重在過程”的宗旨，確定改革的主題為“將實驗室與課堂相結合、理論與實踐相結合，給學生營造一個良好的創造、創新的環境和氛圍”。為此，本著突出學生的主體性原則，制定了新的教學大綱，明確規定實踐項目教學任務。學生在教師的指導下相對獨立地完成每次任務的電路設計，制作印刷電路板、組裝、調試，寫出論文形式的設計報告等一系列環節，從而完成一個項目設計的全過程。學生在設計過程中相對獨立地解決各種問題，全面培養了學生的素質、毅力、自學能力、解決實際問題的能力和創新能力。在通過以電子設計競賽為平臺的應用電子專業高技能人才培養不斷改革與實踐過程中，電子專業科技班的教學效果得到全面提升，人才培養水平基本上可以達到國家教育部對高職生“雙高”教育目標的要求。同時，每年在電子科技班中選拔出一批優秀的學生直接參加省級以上電子設計比賽，一般不再進行專門集中培訓，因為平常的教學基本上與競賽的方式一樣，歷年的省級和全國的電子設計大賽題目都已編入平時的綜合性實踐項目教學中，并且緊隨電子技術的發展和新器件的更新而不斷地調整實訓要求。歷年的參賽我們都取得了比較好的成績，逢賽必參加，逢賽必得獎。2009年全國大學生電子設計競賽我系學子王輝、程偉、游俏俊合作完成的數控恒流源系統取得了全國一等獎一項;2011年全國大學生電子設計競賽我系學子葉健、稂凱麗、卓洪水合作以及肖杰、王君平、黃秋霞合作完成的電阻智能測量儀取得了全國二等獎兩項。最令人欣喜的是我系電子科技班的學生無論是參加了競賽得獎的還是沒有參加競賽的都知識面廣泛，在高頻信號處理、無線數據傳輸、智能運動控制系統等各個領域都具有扎實的設計能力，畢業生得到用人單位的高度好評，很多學生在企業中成為技術創新的骨干。
2以競賽為平臺進行專業教學改革的具體舉措
全國電子設計競賽對推動我校電子類專業的教學改革起到了促進作用，在培養高職優秀人才方面起到了重要作用，參加電子競賽的成功也是對我們的教學改革成果進行了檢驗與肯定。當然獲獎不是最終目的，深入持久地進行教學改革，提高培養學生的實踐能力和培養創造性的人才，全方位地調動學生學習的積極性，吸引更多的學生參加科技活動，這才是我們參賽的最終目的。
2．1轉變教學思想
改變傳統的重理論輕實踐的教學思想，堅持“學生為中心”，“能力為主導”，“教、學、做一體”的指導思想。在教學過程中教師是導演、教練，學生是主角。學生對自己的學習負責任，規劃自己的學習活動，學校和教師為學生提供足夠的學習資源和引導，實現了教師和學生的觀念轉變。教師不再對學生的學包大攬，而是注重對學生的創新思維、學習方法與能力的培養，使學生的學習主動性、責任感、創造性增強。
2．2重視“雙師”素質教師隊伍建設
實際上創新性人才的培養依賴的是具備實踐創新能力的師資隊伍的建設，只有當教師具備實踐創新能力才能培養出具備創新能力的學生。所以電子系一直注重“雙師”素質教師隊伍的培養和建設，積極推動教師學習掌握當代科技的前沿，在系內開展教師自身技能訓練和科技項目的開發工作，與上饒經濟園區的光電高科技有限公司、斯德爾實業集團有限公司等多個電子企業開展項目合作，積極推動青年教師進行科技研發、科技創新。同時，在電子設計制作競賽的教學與培訓過程中，老教師對青年教師起到了幫帶作用，全體專業教師的實踐技能水平和科技創新能力都普遍得到提高，2010年電子系電子設計與制作教學團隊被評為江西省教學團隊。
2．3加強實驗室建設
學院電子專業基礎實驗室有4個，完全能夠滿足電工基礎、數字電子技術、模擬電子技術等傳統基礎課程的教學需要。我們在不斷加強傳統實驗室建設的同時，還兼顧應用技術潮流的實驗室建設，引入單片機高級語言編程方法及AVR、PIC等新系列單片機，引入LINUX嵌入式系統技術。做到以經典內容為基礎和核心，以實踐技術為拓展。在完善硬件實驗設備的同時充分利用虛擬實驗室，利用EDA技術、WAVE或KEIL單片機仿真軟件進行硬件仿真。
2．4采用“項目和任務驅動”與“教、學、做一體”的教學手段與方法
實踐教學手段的創新是高職教育成敗的關鍵，我們不僅把歷年的全國大學生電子設計與制作的題目和一些好的地方性省級競賽題目編成一本綜合實踐項目教學和培訓講義，同時我們根據本地企業實際研發需求開發了多個綜合性實踐課程與項目。例如:我們將EDA技術與實踐結合，讓學生在課程設計中制作出基于FPGA的頻率計、交通控制燈、智能溫控器等;在單片機課程教學中我們把傳統的利用單片機實驗箱進行實驗改變為開發板實訓;在傳感器與檢測技術中我們不再以傳感器原理內部結構的教學為主，而是將傳感器檢測與單片機技術相結合具體使用到實際的檢測控制系統中。學生通過完成各項單一課程的實訓項目與課程設計和綜合性實踐項目與產品設計性項目，自己設計電路圖，制作硬件電路板，在老師指導下完成軟件的編程和調試，與實際研發緊密結合，利用一定的技術手段制作出自己的實際產品，教、學、做不再是分離的，而是成為一件事情，學生在完成這些項目和任務的過程中學會了真技術和硬本領。
3結束語
全國大學生電子設計競賽是由教育部高等教育司和信息產業部人事司共同主辦，面向電類專業大學生的科技活動，目的在于推動全國高等學校信息與電子類學科的課程體系和課程內容的改革。引導高校在教學中強化培養大學生的應用能力、創新能力、團隊協作能力和理論聯系實際的學風，以及訓練動手能力和工程實踐能力，鼓勵廣大學生踴躍參與課外科技活動，把他們的主要精力吸引到學習和能力培養上來，同時為優秀人才的脫穎而出創造條件。競賽的特色是與高等學校相關專業的課程體系和課程內容改革密切結合，以推動其課程教學、教學改革和實驗室建設工作。競賽內容既有理論設計，又有實際制作，以全面檢驗和加強參賽學生的理論基礎和實踐創新能力［2－4］。
大學生電子設計競賽賽期為四天三夜，在競賽期間參賽學生要完成:選題立項、理論設計、器件選擇、方案比較、實際制作、調試、測試、技術報告寫作等諸多工程環節，在為參賽學生提供了綜合運用所學知識、充分發揮想象力和創造力的空間同時，尤其突出工程實踐中的自主性和創新性特點，填補了工程實踐教育的空白，使參賽學生的工程實踐能力得到了切實的提高［5］。我校是應用型本科院校，人才培養目標定位在以應用型人才培養為主，注重培養學生的綜合素質，在確保具備專業知識能力的同時，強調實踐、創新。自2001年第一次參加全國大學生電子設計競賽至今已10年了，學校和系里十分重視全國大學生電子設計競賽工作，在上下共同努力下取得了較好的成績，歷屆學生的工程實踐能力、創新實踐能力得到的很大的提高。而在電子設計競賽的集訓、參賽過程中對教學改革的促進，特別是CDIO教育模式的改革起到了積極的作用。
1結合電子設計競賽，制定符合CDIO教育模式的專業培養計劃
大學生電子設計競賽于每年的九月份舉行，分為全國賽與省賽，其中奇數年是全國大學生電子設計競賽，偶數年是福建省大學生電子設計競賽，由于電子設計競賽的時間安排在每學年的期初舉行，使得參加競賽的學生主體是剛進入大四的學生，過去的培養計劃中四年級上學期才安排主要的專業方向課程，參加競賽的學生往往還沒有接受專業課程的學習和訓練，若是剛進入三年級的學生參加競賽，他們所學習的專業課程及受到的訓練就更少了，這種按部就班的培養模式無法適應電子競賽的要求，更不用說是以工程項目設計為導向的CDIO的教學模式了［7－8］。因此，針對電子設計競賽及應用型人才培養的要求，我系從人才培養方案的變革上做了大膽的嘗試，主要有以下幾個方面:
(1)專業基礎必修課中專業核心課程基本不變，只對部分課程中進行整合及增減，調整如下:①“電路”課程的授課內容進行整合，“電路(下)”中增加“復變函數與積分變換”的內容，課時由48學時增加到56學時，取消系級選修課“復變函數與積分變換”，增設針對電子設計競賽的“電子系統設計與實現”系級選修課，分別在三、五、七學期的暑假進行。②增設“電機及應用技術”課程，該課程與電氣專業的電機原理課程有很大的不同，電氣專業的電機原理課程，課時較多，但內容以交、直流電機為主要對象，電子信息工程專業所開設的電機及應用技術，課時少，但介紹的電機種類較多，以電機基本原理學習為主，將其作為電子控制的元件來學習，以擴大學生的知識面，提高競爭力。③“PIC單片機技術”課程提前至第四學期，和“電路(下)”、“模擬電子技術”同步開設，確保暑期參加電子設計競賽的二年級學生初步掌握單片機應用技術，為暑期集訓打下基礎，這門課程以CDIO模式進行教學，以工程項目設計為目的，引導學生自主學習相關知識，先建立工程概念，了解單片機的基本應用技術，邊做邊學。
(2)重視專項實踐能力的培養，實踐環節的設置做了如下調整:①原電子工藝與整機安裝的項目內容改為PIC單片機工藝及安裝，配合第4學期的PIC單片機技術課程，在PIC單片機技術課程中，可以直接使用學生自己安裝的單片機開發板進行實驗，通過自己安裝調試的單片機開發板學習單片機技術，可以激發學生的學習興趣，理論聯系實際。②近年來，DSP技術的應用越來越廣，具備DSP的應用能力是電子信息工程專業學生的必備能力之一，在實踐教學中，增設2周的DSP應用技術的實踐環節，希望通過實踐課程的訓練，提高學生應用該項技術的能力。
2以課題項目為基礎的競賽培訓，培養學生的工程能力
每年暑期的競賽培訓階段，根據歷年來全國大學生電子設計競賽的課題方向，如:電源類、電路類、無線電類、機電一體化類等，設計一些綜合性項目供學生選擇，要求學生自行組隊，在規定的時間內完成軟硬件設計，制作作品，并提交報告。在暑期培訓過程中根據學生年級的高低采取不同的培養方法，一年級的學生以基本技能培訓為主，指導教師提供基礎技能的講義，引導學生學習相關專業知識及技能，掌握手工印刷電路板的制作工藝，自主學習protel等EDA工具，要求學生在集訓中掌握簡單電子系統設計的硬件設計及制作能力。二、三年級的學生以項目培訓為主，按照電子競賽模式引導學生根據歷屆電子競賽的課題方向，自主選項，完成立項、方案論證、電路設計與實現、安裝調試、測試，到最終的總結報告等過程。在培訓過程中，教師起指導作用，不直接參與項目設計，而是培養學生正確地查找資料、分析問題、解決問題的綜合能力，鼓勵學生小組獨立討論，互相交流，充分激發學生學習的主動性、積極性和創造性，同時在項目實踐中逐漸掌握思考問題、解決問題的方法，提高其創新實踐能力。
3電子設計競賽為工程教育改革打下良好基礎
(1)促進教師業務水平提高，為CDIO的項目管理積累經驗在電子設計競賽指導過程中需要指導教師具有扎實的理論知識和豐富的實踐經驗，通過指導競賽，對教師業務水平的提高也有很大的促進作用。由于競賽命題范圍廣，涉及多門課程內容，并且與新技術的應用緊密結合，要求指導教師要有很寬的知識面。剛走上工作崗位不久的青年教師往往只承擔一兩門課程教學，知識結構較單一，動手能力較薄弱，實踐經驗比較缺乏，但對新技術、前沿技術的接觸較多;老教師經驗豐富，但新技術的掌握上又略有不足。為發揮特長實現互補，指導教師隊伍也進行整合，在指導小組中考慮學科互補，年齡和特長互補，教師在指導學生競賽過程中相互學習，共同提高，知識和經驗的相互滲透補充使指導教師的業務素質有了很大的提高。通過承擔學生的電子設計競賽培訓任務，指導教師隊伍特別是青年教師們在新技術新方法的應用上得到了很快的提高，動手能力得到了鍛煉，知識結構和專業技術水平也更加全面［9］。另一方面，電子設計競賽是一個系統工程，教師不僅僅要指導競賽項目，四天三夜的競賽時間中，還涉及到后勤保障、元器件采購、學生管理等方面工作，這些都為教師參與CDIO的項目管理積累了寶貴經驗。
(2)促進實驗室、實訓中心硬件條件的改善為滿足電子競賽需要，實驗室、實訓中心設立了開放的電子設計競賽專用實踐基地，并提供相關儀器設備。近年來，陸續購置了PCB制版設備、頻譜分析儀、數字掃頻儀、數字電橋、功率開關電源、失真度測試儀等儀器，為拓寬學生的知識面，增強其動手能力和運用知識的能力提供了良好的條件。
(3)電子競賽促進了人才綜合能力的培養電子設計競賽要求3人組隊參賽，集體計算成績，參賽同學在四天三夜中要完成一個課題項目，從選題、立項、方案論證、實施、設備調試、測試直至最后的論文總結，這對學生提出了相當高的要求，參賽的3名學生必須互相信任、互相配合、分工合作，對學生的協作組織能力提出了考驗。只有相互提醒、相互鼓勵、共度難關，出現問題時不互相埋怨，才有可能取得最后的成功。比賽過程中，作品不可能一次完成，很多作品都是在一次又一次的失敗中，經過多次調試、查找故障并予以排除后才最終完成，只有具有鍥而不舍的精神，才能在遇到困難時決不放棄，才能取得最后的成功，這也培養了學生肯吃苦、迎難而上的品質。同時電子設計競賽時間緊迫，4天競賽期間往往會出現各種意想不到的結果，對學生應變能力也是很好的鍛煉和提高［10］。每年的競賽的課題都是電子技術發展中較為先進的項目，在競賽中時常要用到新的芯片、新的應用理論，這就要求學生查閱大量的文獻資料，在競賽培訓中，加強了相關能力的訓練，適當提供原版外文器件使用手冊給學生閱讀，提高專業閱讀水平。同時競賽的時間是有限的，這就要求參賽者要有較強的分析判斷能力，必須在較短的時間內迅速、準確地找到自己所需的信息。通過培訓和競賽，學生查閱資料、獲取信息的能力也得到了很大的提高。
關鍵詞：VHDL，電路系統，數據選擇器
1 引言
VHDL (Very HighSpeed Integrated Circuit Hardware Description Language)是美國國防部在20世紀80年代中期開始推出的一種通用的硬件描述語言。作為IEEE的工業標準硬件描述語言，又得到眾多EDA公司的支持，VHDL語言在電子工程領域已成為事實上的通用硬件描述語言。VHDL為設計者提供了一種全新的數字系統的設計途徑。使用VHDL語言不只是意味著代碼的編寫，更是為了便于建立層次結構和元件結構的設計，利用VHDL編寫的電路模塊可被重復利用。故可以簡化設計者的設計工作，大大縮短設計時間，減少硬件設計成本，提高工作效率。
2 VHDL的優點
VHDL主要用于描述數字系統的結構、行為、功能和接口。應用VHDL進行工程設計的優點是多方面的：
（1）具有更強的行為描述能力，是系統設計領域最佳的硬件描述語言。
（2）具有豐富的仿真語句和庫函數，使得在任何大系統的設計早期就能查驗設計系統的功能可行性，隨時可對設計進行仿真模擬。
（3）VHDL語句的行為描述能力和程序結構決定了它具有支持大規模設計的分解和已有設計的再利用功能。該功能能滿足市場大規模系統高效、高速的需要，可替代多人甚至多個組共同工作。
VHDL的許多優點給硬件設計者帶來了極大的方便， 自然被廣大用戶接受， 得到眾多廠商的大力支持。使用VHDL設計數字系統已成為當今電子設計技術的必然趨勢[4 ] 。
3 “自頂向下”( Top-Down) 的設計方法
隨著數字系統設計規模的急劇加大，“自頂向下”的設計方法成為現代EDA設計的趨勢。論文參考。傳統的系統硬件設計方法是采用自下而上的設計方法。即系統硬件的設計是從選擇具體元器件開始的，并用這些元器件進行邏輯電路設計，完成系統各獨立功能模塊設計，然后再將各功能模塊連接起來，完成整個系統的硬件設計。而在VHDL的設計中，采用“自頂向下”( Top-Down) 的設計方法，設計常用流程圖如圖1所示，系統被分解為各個模塊的集合后，可以對設計的每個獨立模塊指派不同的工作小組，這些小組可以工作在不同地點，甚至可以分屬不同的單位，最后將不同的模塊集成為最終的系統模型，并對其進行綜合測試和評價。論文參考。“自頂向下”設計的基本步驟為:
(1) 分析系統的內部結構并進行系統劃分，確定各個模塊的功能和接口;
(2) 編寫程序，輸入VHDL代碼，并將其編譯成標準的VHDL文件;
(3) VHDL 源代碼進行綜合優化處理;
(4) 配置，即加載設計規定的編程數據到一個或多個LCA器件中的運行過程，以定義器件內的邏輯功能塊和其互連的功能。
(5) 下載驗證，通過編程器或下載電纜載入將步驟(4) 得到的器件編程文件下載到目標芯片中，以驗證設計的正確性。
圖1 VHDL工程設計流程圖
Fig.1 The design flow based on VHDL
4 VHDL的設計舉例
下面以4選1數據選擇器為例說明使用VHDL的設計過程。4選1數據選擇器框圖如圖2所示。論文參考。
該數據選擇器的VHDL描述如下：
entity sel is
port(a,b,c,d,sel_1:IN bit;
out_1:OUT bit);
end sel;
architectureexample of sel is
begin圖2 4選1數據選擇器
process((a,b,c,d, sel_0, sel_1) Fig.2 The one-in-four selector
begin
if sel_0=‘0’andsel_1=‘0’then
out_1<=a;
elsef sel_0=‘0’andsel_1=‘1’then
out_1<=b;
elsef sel_0=‘1’andsel_1=‘0’then
out_1<=c;
else
out_1<=d;
end if;
end process;
end example;
利用VHDL強大的仿真功能，經過編譯后運行仿真，之后可以產生信號波形，用以分析仿真結果。本例中產生波形如圖3所示。仿真結果符合設計功能的要求。
圖3 仿真結果
Fig.3The waveform of simulation
5 結束語
本文以4選1數據選擇器設計為例，說明利用VHDL設計電路系統的基本方法和過程。用VHDL語言實現電路的設計過程，是一個以軟件設計為主，器件配置相結合的過程。這種軟件設計與硬件設計的結合，以一片器件代替由多片小規模集成數字電路組成的電路，其優勢已經越來越明顯。在進行系統設計時，如果系統比較復雜，所需器件數目多，并要求體積小、速度快、功耗低時，首先應該考慮使用VHDL進行芯片設計，然后再進行整體設計。
參考文獻
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[4] 趙晨光等. VHDL語言在電子設計實踐中的應用. 沈陽航空工業學院學報[J]. 2004，21（1）：57-59.
[5] 張利萍, 胡玉蘭. 硬件描述語言VHDL應用設計及實例[J]. 沈陽工業學院學報，2002，21（2）：70-73.
