发布时间：2023-03-21 17:07:17
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关键词：创新能力；eda；考核；改革；探索；实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）06-0089-02
电子设计自动化（EDA）是现代电子技术发展的新成果，是一门融合了电子技术、计算机技术等多种技术的综合性学科，是高等学校电子信息类专业学生的一门重要专业课程，具有实践性强和应用领域广等特点。实践和应用就意味着需要学生不断创新。培养学生创新能力的过程中，课程考核是其中重要的一个环节，也是教学过程的一个重要的组成部分，是评价教学质量和衡量学生知识掌握程度的重要途径和尺度，对于人才的培养起着非常重要的作用[1，2]。近年来，考试改革作为教育改革的重要方面之一，正不断得到重新认识和重视。如何全面、客观、公平地评价学生的学业成绩，发挥课程考核的导向和激励作用，将直接影响教学的效果，也是提高学生自主学习的积极性和创造性，培养学生的创新精神和创新能力的一个重要途径[3，4]。
一、EDA考核现状
EDA是一门涉及编程、仿真、下载和硬件测试的专业必修课程，强调学生的自主创新和综合实践能力，实验不独立设课。由于涉及的知识面较宽，应用领域广泛、编程较为复杂，一些学生对该课程不感兴趣，上课不认真，导致期末考核成绩较差，甚至不及格，在很大程度上影响了教学效果，也阻碍了学生创新能力的培养和发展。深究其原因，当前实施的EDA传统课程考核模式存在诸多不利于创新人才培养的缺陷和不足，主要体现在：
1.考核方式单一。期末考试仍采用标准化、规范化的试卷考试，是期末一次性终结考试，学生考试结束，就意味着本门课程学习的终结。由此导致缺乏考试的反馈机制，考试中存在的问题，教师没有机会与学生进行反馈与交流。另外，考试更多注重理论考核，对体现学生实践操作能力、创新思维和创新能力的考核少。这种死板单一的考核方式势必会束缚学生的思维和能力，不利于学生主动性和创造性的发挥，不利于学生个性的发展，更不利于创新人才的培养。
2.考核内容局限。期末考试内容呆板，多以课本知识为基础，局限于教学大纲规定的范围内，且偏重概念、原理、VHDL语法等基本知识和基本理论，过分依附于教材。题型比较固定，填空、选择、简答、判断等客观性试题多，综合分析、应用类主观性试题少，试题覆盖面有限，造成学生死记硬背，“临时抱佛脚”，知识面窄。这样的考试偏重于对学生知识点的考核，应用能力、分析与解决问题能力的培养仍得不到验证，从而助长了学生的惰性，严重挫伤了学生学习的积极性，不利于学生对EDA系统知识的应用和掌握，阻碍了创新思维和实践能力的培养与发展。
3.考核评价片面。期末考核采用“平时成绩占30%+期末考试成绩占70%”的评定办法。平时成绩只有作业和实验报告情况可以参考，无法真正反映每个学生学习过程中的知识掌握情况。这样就使得大部分学生上课不专心听讲，平时作业抄袭，考试前突击，这种现象严重影响了教学效果和学生综合素质能力的提高。另外，这种以期末考试成绩为主，轻视对学生学习过程的考核方式，助长了学生“平时松、考前紧，考中作弊、考后忘”的不良学风蔓延。结果导致学生只注重期末不注重平时，只注重知识的死记硬背不注重知识的灵活运用，只注重结果不注重过程，只注重分数的高低不注重能力素质的高下。这种不良学风不得以纠正，必将影响人才的健康成长。
因此，我们必须改革现有的考核模式，真正使考核成为提高教学质量、检验教学效果的重要手段，成为激发学生学习主观能动性和创新精神的有力激励手段。
二、EDA考核改革的探索
课程考核不仅要检验学生对理论知识的掌握情况，更要激发学生的创新意识、锻炼学生的实践能力，促使学生养成良好的学习习惯。所以，教师应彻底摒弃课程考核等同于考试的观念，将教学的全过程纳入考核范畴，使课程考核过程化、经常化，不仅有助于学生掌握理论知识，而且能起到引导学生勤于思考、善于发现并解决问题，激发学生创新思维的作用[4]。
1.考核方式多元化。根据应用性人才培养的目标和EDA课程实践性很强的特点，期末考核可以采用实验操作、课程设计、撰写课程论文和答辩、理论考核与实践操作的结合等形式，或符合课程内容、特点的多形式相结合的考核方式。通过实施多元化考核方式，把考核有机融入教学全过程，实施“教、学、考”结合，形成“教、学、考”互动，调动学生学习积极性，消除部分学生平时松懈、考前背诵、考试作弊、考后遗忘的不良现象，促进教风与学风的建设，促进学生创新能力的培养和发展[5]。如通过撰写课程论文形式考试，可实现由知识考核向能力考核的转变，并能很好地激发学生主动查阅、搜集文献资料、搭建电路、仿真、下载和硬件测试，从而培养学生自主学习、独立思考、开拓进取和分析应用知识的实践创新精神。另外，撰写课程论文形式的考试让学生在学习的同时，也在参与科研，也为以后撰写毕业论文打下坚实基础。
2.考核内容全面化。考核内容不仅要反映对基本理论、基本知识、基本技能的掌握，更重要的是要体现提出问题、分析问题、解决问题的能力和创新思维等方面的发展。根据EDA课程应用性很强的特点，考试内容不应仅仅局限在课本上，要扩大考核的知识面，增大考核的广度和深度。考试命题时应灵活多样，尽量减少以考核记忆力为主的考试内容，增加考核学生思维能力、实践性和创造性的内容，增大综合分析、应用类题目的比例。精选一些理论联系实际的问题让学生分析与设计，这样可以大大提高学生的实践创新能力。
3.考核评价过程化。课程考核要注重过程，从关注结果逐步转向对过程的关注。注重考核评价的过程化，就必须将形成性考核和终结性考核有机结合起来，特别注重考核时间全程化，做到考查经常化，把学生的注意力和兴奋点切实吸引到教学过程中来，把平时考核的过程变成提高学生能力和水平的过程。期末考核总成绩综合考虑平时成绩，即学生参与学习的过程（如课后作业、课程设计、实验操作、论文撰写和答辩、参加学科竞赛等）及最终卷面成绩。加大平时成绩在总成绩中所占的比例。只有这样才能鼓励和调动学生平时学习的主动性和积极性，才能测试出学生在学习过程中掌握知识和运用知识的能力。激励学生将功夫用在平时，而不是期末突击，将考核贯穿到整个教学过程中，学中有考、考中有学、考学结合、相互促进。另外，改革考核模式的同时要重视考核质量的分析，注重考核的反馈机制，及时反馈教学，帮助师生改善教学活动，提高教学效果，必然有利于促进创新人才的健康成长。
三、EDA考核改革的实践
根据EDA课程考核模式改革的探索，我们采用了课堂提问和练习、课程设计、小论文撰写与答辩、实验操作、理论考试相结合的多元化考核方式，把过程性评价和终结性评价相结合。
例如，课堂提问和练习：课堂上有准备地提出一些相关的思考题，在教师引导下，让学生回答、讨论，以培养学生的理解能力、归纳总结能力，并根据学生在课堂上的表现对学生进行评定。课堂练习内容以讲解过的知识为主，时间约为十分钟，以了解和考查学生平时掌握和运用知识的情况和能力，同时对教学情况做出及时反馈。
在理论考试试卷命题上，我们除了测试学生的基本知识掌握情况外，还增加了考查学生的知识综合应用能力、分析问题和解决实际问题能力的比重。
在学完某些章节之后，给学生一些有意义有价值的题目，学生通过上网查阅文献资料、分析归纳、综合整理、搭建电路、模拟仿真、硬件测试，最终完成课程设计和论文撰写。同时，我们以论文答辩的形式对学生的设计和论文进行质询，并要求学生演示。根据学生的各方面表现情况给以适当的分数。通过这样的阶段性考核方式，调动了学生学习的主动性和积极性，激发了学生的潜能，既培养了学生吸取新知识、归纳整理知识、准确表达知识的能力，也锻炼了学生的实际动手操作能力，提高了学生的综合素质和创新能力。
除此之外，我们鼓励学生成立EDA创新学习小组，利用实验室的资源，开展EDA软件编程和硬件设计实践训练。给学生提供一个完善自我、表达自我的空间和舞台，能使学生的想法在实验室变成产品、变成论文，有利于学生的个性发展和特长发挥，培养学生的实践创新能力和分析问题、解决问题的能力，为各级各类电子大赛培养了创新人才，促进学生创新素质和创新能力的全面提高。
四、结论
对EDA课程考核模式的改革，使考核方式多元化、考核内容全面化、考核评价过程化，强化了学生在教学活动中的主体地位，不仅有利于促进教学质量的提高，还可以激发学生学习EDA和在查阅资料、设计电路、下载调试方面的热情，提高学生分析解决实际问题的能力，培养学生的创新意识和创新精神，有利于学生个性和才能的全面发展。如何使EDA课程考核模式更科学合理，更能提高教学质量，更能有效地检验教学效果，有待于我们进一步探索。
参考文献：
[1]钟英.创新人才培养与课程考核改革[J].乐山师范学院学报，2011，26（8）：133-136.
[2]何娟，李朝晖.论高校课程考核改革与应用性人才培养[J].石油教育，2008，（3）：72-74.
[3]李念良，李望国.基于应用型人才培养的高校课程考核改革探究[J].科教导刊，2013，（9）：14-15.
1.1初级阶段
大约在二十世纪的七十年代，早期的EDA技术处于CAD阶段，出现了小规模的集成电路，由于传统手工在制图设计中的集成电路和集成电路板的花费大、效率低、周期长，借助于计算机技术的设计印刷，采取了CAD工具实现布图布线的二维平面编辑和分析，取代了高重复性的传统工艺。
1.2发展阶段
到了二十世纪八十年代，EDA技术进入了发展完善的阶段。集成电路的规模逐渐扩大，电子系统日益复杂化，人们深入研究软件开发，将CAD集成为系统，加强了电路的机构设计和功能设计，这一时期的EDA技术已经开始延伸到半导体芯片设计的领域。
1.3成熟阶段
经过了长期的发展，直至二十世纪九十年代，微电子技术的发展突飞猛进，单个芯片的集成就能够达到几百万或是几千万甚至上亿的晶体管，这种科技现状对EDA技术提出更高的要求，推动了EDA技术的发展。各类技术公司陆续开发出大规模EDA软件系统，出现了系统级仿真、高级语言描述和综合技术的EDA技术。
2EDA技术软件
2.1EWB软件
所谓EWB是一种基于PC的电子设计软件，具备了集成化工具、仿真器、原理图输入、分析、设计文件夹、接口等六大特点。
2.2PROTEL软件
该技术软件广泛应用了Prote199，主要由电路原理图的设计系统和印刷电路板的设计系统两大部分组成。高层次的设计技术在近年的国际EDA技术领域开发、研究、应用中成为热门课题，并且迅速发展，成果显著。该领域主要包括了硬件语言描述、高层次模拟、高层次的综合技术等，伴随着科技水平的提升，EDA技术也必然会朝向更高层次的自动化设计技术不断发展。
3EDA在电子工程设计中的应用技术流程
近年来的EDA技术深入到了各个领域，包括了通信、医药、化工、生物、航空航天等等，但是在电子工程设计的领域中应用的最为突出，主要利用了EDA技术为虚拟仪器的测试产品提供了技术支持。EDA技术在电子工程设计的领域中，主要应用于了电路设计仿真分析、电路特性优化设计等方面。主要的技术流程如下：
3.1源程序
通常情况下，电子工程设计首要的步骤就是通过EDA技术领域中的器件软件，利用了文本或者是图形编辑器的方式来进行展示。不管是图形编辑器或者是文本编辑器的使用，都需要应用EDA工具进行排错和编译的工作，文件能够实现格式的转化，为逻辑综合分析提供了准备工作。只要输入了源程序，就能够实现仿真器的仿真。
3.2逻辑综合
在源程序中应用了实现了VHDL的格式转化之后，就进入了逻辑综合分析的环节。运用综合器就能够将电路设计过程中使用的高级指令转换成层次较低的设计语言，这就是逻辑综合。通过逻辑综合的过程，这可以看作是电子设计的目标优化过程，将文件输入仿真器，实施仿真操作，保持功效和结果的一致性。
3.3时序仿真
在实现了逻辑综合透配之后，就可以进行时序仿真的环节了，所谓的时序仿真指的就是将基于布线器和适配器出现的VHDL文件运用适当的手段传达到仿真器中，开始部分仿真。VHDL仿真器考虑到了器件特性，所以适配后的时序仿真结果较为精确。
3.4仿真分析
在确定了电子工程设计方案之后，利用系统仿真或者是结构模拟的方法进行方案的合理性和可行性研究分析。利用EDA技术实现系统环节的函数传递，选取相关的数学模型进行仿真分析。这一系统的仿真技术同样可以运用到其他非电子工程专业设计的工作中，能够应用到方案构思和理论验证等方面。
4结束语
论文关键词：实验教学，教学改革，开放式放学，创新能力
2006年教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》指出：“高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型，肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命。”人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性，实验、实训、实习是三个关键环节。电子类基础实验要向综合性、设计性、研究性方向发展，提高学生分析问题、处理问题的能力，加强培养学生的创新能力和实际操作能力。高职电类专业的《电路分析》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》是学生从理论走向实践，以及到创新培养的必由之路，如何搞好三门课程的实验教学，对于培养学生动手能力、创新能力等起着理论教学无法替代的作用。
一、改革前实验教学状况
近年来，高校不断扩招，在校人数不断增加，受师资力量、实验仪器设备、场地及资金等限制，实验教学中存在以下问题：
1．实验从属于理论课设置，学生存在重理论，轻实验的现象，对后续课程特别是实训环节的学习不利。
2．实验项目中，多为验证性和演示性实验创新能力，而设计性实验太少，无法充分调动学生的主观能动性，锻炼其综合运用能力。
3．实验教学方式陈旧化，知识传授按部就班进行，学生无思维和发展空间，不利用学生自主学习和创新能力的培养。
4．与当前计算机技术的迅猛发展不协调，计算机辅助教学、辅助设计手段运用不足。
以上几个方面的现状对培养具有创新意识和创造能力的高技能型人才极不相称，必须开展实验教学改革。
二、实验教学改革措施
1．建立完善的实验硬件条件，科学设置各实验室
实验硬件是实验教学的先决条件，必须加大相关教学设备的投入，同时科学设置各实验室，使实验教学合理高效运行。为此，实验室可按以下原则设立，如表1所示。
表1 实验室设置及功能表
实验室名称
主要硬件设备
功能
目的
电工电子实验室
电工电子实验装置、仪器仪表
完成电类基础实验
培养学生基本实践能力
EDA实验室
计算机、EDA实验箱、相关仿真软件
完成实验功能仿真
初步掌握现代电子设计自动化技术
电子工程实践室
印制板制作设备、仪器仪表等
完成电子产品制作、调试、总装
培养学生的专业综合能力
创新实验室
计算机，智能仪器表等
关键词： EDA 精品课程 课程改革 人才培养
教育部在精品课程建设的文件中强调要切实加强教师队伍建设，重视教学内容和课程体系的改革，注重实用先进的教学方法和手段，重视教材建设，理论教学和实践教学并重，建立切实有效的激励和评价机制，实现优质教学资源共享，提高学校教学质量和人才培养水平。
EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）技术是现代集成电路及电子整机系统设计中科技创新和产业发展的关键技术。当前集成电路技术已进入超深亚微米工艺和片上系统（SoC）阶段，集成化、微型化和系统化的趋势使得集成电路设计及以集成电路为核心的电子系统设计成为一个庞大的系统工程，离开EDA技术集成电路及电子系统设计将寸步难行。
EDA技术教学是培养高素质电子设计人才，尤其是IC设计人才的重要途径。EDA技术的迅速发展，使我国高校电子技术的教学面临严峻挑战，它对教学思路、内容、方法和实验手段等都提出了新的要求。近几年，许多高校正在探索新的面向21世纪的教学方法，引进电子技术的新发展成果，开设EDA课程，改进EDA实验手段，少数重点高校还获得了教育部试点投资，建立起了EDA实验室和重点教学基地。概括起来，国内高等院校开展的EDA教学内容主要是在电子、通信类等课程中借助一些EDA工具软件进行演示或要求学生利用工具软件达到设计或分析等要求。例如，在电路分析、数字电路和模拟电路等课程中使用EWB电路辅助设计和分析软件、Matlab专用分析软件和Pspice通用电路分析设计软件等进行电路的交直流分析、频率响应分析、容差分析及电路与电子线路分析设计;在通信电路、通信原理等专业课程，使用SystemView软件进行通信系统动态仿真分析。
1.改革课程体系
在课程体系的改革中，我们以适应社会需求为出发点，修订课程教学大纲，规划和确立该课程的教学内容和培养目标，以培养具有实践能力的创新型人才为宗旨，课程体系具有合理的知识结构。通过对学生就业单位和毕业生的调研，分析企业反馈的信息，可知企业期望学生提高实际动手能力和产品开发能力等，不断调整教学内容，增加实践课程比例，并注重课程内涵建设，做到与时俱进，提高学生的知识综合应用能力和实践动手能力，同时提高学生的工艺设计能力、学习的积极性和主动性，强化生产质量控制和新产品开发的创新能力[1]。
在总结教学经验的基础上，我们修订了教学计划，确立了“在夯实EDA课程的理论基础上，注重实际动手能力和创新能力的培养”的教学思路和方法。在硬件上，不仅搭建了较高水平的实践教学平台：EDA原理的实验平台，主要完成验证性实验和综合性实验（EDA原理及应用实验室），还建立了应用创新实践平台：完成设计性和开发性实验（电子信息综合实验和综合开放实验室）。
在软件上，制定了与实践教学体系相适应的实验教学大纲，编写了实验教材，开发了网上实验教学系统。
为强化实验效果，除传统的实验形式外，还要增加电路仿真实验。利用计算机对EDA原理及应用中的接口过程进行模拟，这样既直观，又能在计算机上实现、显示许多实际中不允许或无法实现的特殊情况，开拓了一条强化教学效果的新路子。
为提高学生对实践教学环节的重视度，培养学生的创新能力和实验能力，保证预期效果，将EDA原理及应用实验教学部分分为上机模拟实践、下载实践、课程设计、毕业实习、毕业设计，各类竞赛的开展也为学生实践能力的培养提供了一个好的平台;通过制度和措施保证实验室全天对学生开放;开发网上实验教学管理系统。
2.改进教学方法与手段
（1）多样化教学方法及其实施目的、过程、效果及学生规模
EDA技术发展快，涉及面广、实践性强，对教师和学生的要求较高。掌握EDA技术，提高解决实际工程问题的能力需要一个不断积累、不断探索的过程。在EDA技术教学方法上，我们进行了革新，改变了过去以教师为中心、以课堂讲授为主、以传授知识为基本目的的传统教学模式，而采用教师讲授与学生实践相结合，理论知识与现实工程问题相结合的灵活的教学方式，留给学生充分的思考和实践时间，鼓励学生勤于思考，善于把握问题实质，不断提高解决实际问题的能力。
讲课时突出重点、难点，注重知识点重组。既注重理论基础，又强调实践实用，既保持学术前沿性，又兼顾趣味性，师生互动。教学中重视培养学生运用知识、解决实际问题的能力，课程中引入大量EDA实际例题，充分调动学生的学习积极性。采用多样化的教学方法，学生规模为300人/学期，多元化教学方法包括：
①交互讨论式教学法：为调动学生独立思考的积极性，理论课教学中教师或学生提出问题，师生之间、学生之间互动讨论，调动学生的积极参与性;在设计与综合实验中，教师引导学生讨论方案、方法等。
②目标驱动教学法：教师给出课外作业、实验项目及目标，学生根据任务目标完成实验的各个环节，如资料查找、实验方案设计、仪器调试、实验结果测量与处理等。这种方法使学生任务目标明确，充分发挥学生的自主性，有利于培养其独立工作能力。
③研究式教学法：采用研究的观点、研究的思路、研究的方法讲授课程内容，设置研究性的作业和实验项目。
④现场不讲授只指导的方法：对于学生能够独立完成的实验项目，指导教师不统一讲授，只对学生提出的问题进行答疑指导。这种方法有利于学生自主学习，让学生独立思考，自主学习。
⑤开放式自主实践教学法：开放实验室，学生自主实验，达到自主学习的目的。
⑥课外科技活动指导方法：分小组进行实践活动，开展合作、研究性学习。
⑦学生参与教师科研项目方法：学生在学习过程中可参与教师的科研，教师指导其学习与研究。
⑧网络辅导方法：学生可通过网站的方式访问本课程的情况，通过链接EDA原理及应用课程，可以看到EDA课程组在该网站上所存放的各种资料，包含课程大纲、上课课件、网络视频、习题分析、难点分析等。
多样化实验教学方法主要体现为不同内容、不同对象、不同背景、不同项目情况下多种形式和多种方法的结合，其主要目的是以学生为中心，因材施教，因内容施教，充分调动学生的实践创新积极性，达到提高教学质量、培养创新能力的目的。例如，在基础实验阶段，主要采取现场授课与指导方法;在学生掌握了基本技术与方法之后，在设计性、综合性、创新性实验中采用只指导不讲授或开放式自主实践方法;在理论课和综合实验中采用互动讨论的方法;安排课外作业或科技活动，则采用课外指导方法;目标驱动法则可应用于各环节之中。各种方法综合运用的目的是，培养学生自主获取知识的能力，让学生充分发挥主观能动性和创造性。多元化教学方法尊重学生的个性和创造性，极大地调动了学生的学习积极性，达到了良好的效果。
（2）教学手段――多媒体优化教学
教师和学生可利用网站上已有的EDA教学大纲、EDA课程课件、教师讲课录像等各种学习资源，学生可进行远程学习与接受辅导;建有多媒体教室，实验室配备投影、实时摄像投影等多媒体教学设备，理论和实验教学均采用多媒体辅助教学，全面实现CAI课件与网络课件的结合，计算机仿真实验与实际实验的结合，课堂教学与远程网上辅助教学的结合，现场实时摄像投影与教师演示的结合。
根据教学的不同阶段、不同内容和课内外情况，采用了上述多媒体优化实验教学。例如，课前学生进行网上预习，课外可通过网络进行同学间、师生间的交流与辅导;实验课上讲授基本内容时采用CAI课件，演示仪器使用时采用实时摄像投影，学生在实验阶段采用计算机和网络辅助，遇到困难，除向教师询问外，还可自主到网上资源库查询。多种媒体优化使用，达到最佳效果。
3.加强实践（验）课教学
为了使EDA原理及应用的实践教学体系能适应新的要求，从有利于培养学生自觉应用理论知识指导实践，强化基本技能训练，为培养高素质人才打下良好的基础角度考虑，课程组经过教学内容和教学体系研究和实践，结合理论课模块化教学模式及专业素质教育要求，执行以下实验课程的改革方案，将整个实验分为课内实验和课程设计“两个阶段”。
第一阶段：课内实验
在整个课程的教授过程中，结合授课内容的具体安排和需要，单独设置了对应的实验课程。EDA原理及应用上机10学时，实验10学时，与理论教学同步进行，包括验证性实验与综合设计型实验。在实验中要求学生独立完成所有实验项目，培养学生的基本实验技能;加深对EDA原理理论的理解;学会使用实验仪器;掌握常用EDA程序的设计和分析。
第二阶段：课程设计
为了培养学生熟练使用现代化设计工具的能力，增强学生的工程实践能力，把培养创新意识和创新能力放在核心位置，EDA原理及应用课程在课内实验之外，增设课程设计环节。
课程由教师辅导、学生课外自学、设计制作、论文写作，答辩等环节组成。通过程序设计、程序仿真及程序下载的设计过程，使学生能够充分理解理论教学的内容，并通过实践教学熟悉电子线路设计和开发的相关工具，为学生今后的科研工作打下坚实的理论及实践基础。
根据“EDA原理及应用”课程建设的需要，设计出一套可以用于课程开发使用的实验板，并便于学生进行二次开发，可以强化授课效果，同时提高学生的实践动手能力，培养学生动手能力和分析问题的能力，进行创造性的学习，培养学生的创造精神，并给学生提供进行创造的环境[2]。实验仪器如下图所示：
结语
通过实施“EDA原理及应用”课程改革，使该课程在我院专业建设中发挥了作用。教学中重视培养学生运用知识、解决实际问题的能力，课程中引入大量EDA实际例题，充分调动学生的学习积极性。近年来，学生在全国电子设计大赛、全国“达盛杯”创新电子设计竞赛中取得了国家级和市级的优异成绩。
参考文献：
论文关键词：通信原理实验 教学改革 教学方法 设计性实验
论文摘要：针对DSP原理与应用课程的特点，从教学内容、教学方法、教学手段和实践教学方面对DSP原理与应用课程的教学改革进行了探索与实践。通过改革，提升了教学效果，激发了学生的创新能力，提高了学生的实际动手能力，为学生毕业后从事DSP相关的工作奠定了良好的基础。
受高校扩招的影响，大学生就业成了各高校普遍面临的一个关键问题。相对地，3G、物联网等通信相关产业具有巨大的人才缺口。通信技术的迅猛发展，电子科技大学实验课程必然要紧密结合当今的科技发展。要抓住机遇，培养具有市场竞争力的专业人才，就要在专业教学过程中着重培养学生的实践能力，成为市场所需要的人才。
实验教学作为高等学校教学工作的重要组成部分，对培养学生的动手能力、分析解决问题的能力、正确的思维方法及严谨的工作作风等方面起着不可替代的作用，它是培养实践型人才的重要途径。基于上述认识，实验课程应与现代科技同步发展，从而制订出实验课教学改革的具体实施方案。
1通信原理实验课程特点
通信原理是通信、电子工程等专业的主干课程之一，是移动通信、光纤通信、卫星通信、计算机通信等后继专业课程的基础，也是许多高校研究生入学考试的课程之一。课程主要讲述信号传输的基本原理、方法和性能，结合实际的有线与无线通信系统的工作原理，使学生系统地了解和掌握现代通信的基础理论和设计思想。该课程内容丰富、理论抽象，对工程数学及其应用能力要求高，从而导致学生学习的难度偏大，很容易“畏难而退”。通过开设通信原理实验课程，使理论与实践的结合，既有助于提高学生的学习兴趣，加强理论知识的掌握，又可以培养学生的动手能力，将大大提升通信工程专业人才的培养质量。
鉴于目前通信原理实验课程的内容单一，以验证性实验为主，效果一般，重新规划通信原理实验课程，从教学资源和教学方法两个方面进行整合改革。
2多种实验平台的整合
基于通信原理课程的特点以及实验设计的目的，实验平台的选择是至关重要的。在现有条件下，适合应用在通信原理实验当中的平台主要有通信原理实验箱、计算机仿真平台以及设计平台。在操作不同类型的通信原理实验过程中， 这些平台各有优缺点，应针对各种实验方式的特点进行设计，达到最佳效果。
2.1 实验箱平台
实验箱平台一直是通信原理实验使用的传统教学方式，这种平台对验证性实验比较适用，有利于加深通信原理单个知识点的理解。对实验箱的使用，需着重考虑实验课和理论课的协调配合，避免出现实验内容与理论内容脱节，超前或滞后的方式，针对这一问题，在具体教学中可采用课程组长负责制，由课程组长整体协调理论课和实验课内容，以达到最佳实验效果。
2.2 软件仿真平台
可用于通信原理实验的仿真软件主要有两款：Systemview和Matlab。这两款软件都可进行通信系统的仿真设计与分析，有助于学生构建系统整体概念，是对理论课所学知识的一种综合应用。可让学生自己动手，对常用的模块自己编写文件，从具体模块的实现到整体系统的架构，可很好的加强学生对知识的掌握，有助于培养综合思维能力。
2.3 EDA的实验平台
EDA实验平台相对于传统的通过一些专用集成芯片搭建通信系统的实验方式，可以避免使用种类繁多的专用集成芯片，从而简化了电路。学生用硬件描述语言编写程序，可以在同一可编程逻辑器件上完成各种不同的通信技术，避免了连线的繁琐。并且可以在一个通用的基于EDA的硬件平台上，来实现所有的实验内容。而且要采用EDA技术，学生必须自己在充分掌握实验理论的基础上自己编写程序，这有别于传统实验中学生只需按照实验步骤连接电路甚至不需要了解原理也可以完成实验。这将大大调动学生的创造性和主观能动性，对提高学生的实验兴趣也有很大的帮助。
总体而言，实验平台的选择主要是充分利用学校现有的教学条件，尽量在现有条件下为学生提供更多的实验机会，充分培养学生的实践能力，提高学生的竞争力。
3教学方法和内容的改革
实验开设是否成功和教学方法是分不开的。因此，为了融多种实验平台于通信原理的实验教学中，必须对传统的实验教学方法及内容进行相应的改革。从单一的验证性实验向多种实验模式相结合转变，从仅1个学期的单一通信原理实验，向穿插于整个大学时期的多种方式的混合实验课程转变。充分利用现有实验条件，将通信原理实验内容调整为验证性、综合性和创新性实验3部分。
3.1 验证性实验
验证性实验的关键是与理论知识的紧密结合，辅助学生理解掌握理论知识，因此从实验时间、实验方式、实验内容的安排上都应与理论课相协调，才能达到最好的实验效果。因此在验证性实验的改革调整中应贯穿这一原则，以期找到最佳的实验方案。针对这一情况，对验证性实验的教学内容以及实验方式进行改革。
(1)实验内容：验证性实验课应与理论课同步进行，紧密结合，实验时间应与理论课的主讲教师协调，灵活调整。实验内容应配合理论课的教学需要，着重对理论理解中的重点和难点进行实验，通过实验加强学生对理论知识的理解掌握。
(2)实验方法：可以采用学生动手和教师演示相结合的方式进行。学生以实验箱进行仿真实验为主，教师上课的过程可辅助以Matlab仿真结果，以加强学生对理论知识的理解掌握。实验箱除了验证通信原理理论知识外，还和通信原理知识的实际应用结合起来，譬如它还会要求学生对通信信号的时延和同步等问题进行分析，为实际通信电路的设计奠定较好的基础。
3.2 综合性实验
综合性实验的关键是让学生构建完整的通信系统概念，能将所学知识连贯起来，综合应用。因此在综合性实验的改革调整中应贯穿这一原则，以期找到最佳的实验方案。
(1)实验内容：综合性实验强调对通信系统整体的掌握。学生在理论课和验证性实验课上学习了通信系统各组成模块的内容，通过综合性实验，将信号的调制解调、编码解码、复用解复用、信道、滤波等多个环节结合在一起，构架一个完整的通信系统，完成信号的传输，培养综合运用能力。
(2)实验方法：以实验箱和仿真实验相结合的方式进行。对于一些简单的综合系统，可以利用实验箱完成，让学生利用之前做过验证性实验的模块，搭建一些简单的通信系统。对于大型通信系统，实验箱无法完成就可以采用软件仿真的方式进行。其中Systemview软件平台对设计综合性实验具有操作简单、贴切实际的硬件实现。因此，对大型的难度较大的通信系统，可以建议学生采用这个平台。但是对系统架构较简单的数字通信系统，建议学生采取Matlab的模块仿真加EDA设计进行操作，EDA实验平台对数字通信系统有很好的优势，也是结合实际工程设计的要求来进行。
3.3 设计性实验
通信原理课程的设计性实验主要目的是将理论与实际相结合，让学生根据给定的技术要求实现一些简单的通信模块，为以后的实际工作预演。
(1)实验内容：主要是按照要求的技术指标，设计实现具有一定功能的通信模块，比如实现一个用于普通电话机的话音信号编码器，或者实现一个具有一定增益要求的放大器等。
(2)实验方法：模块仿真和EDA设计相结合。当前在实际通信模块产品开发过程中，大多采用Matlab仿真加EDA或DSP设计工具实施，其中DSP工具对普通高等学校的学生来说难度较大，因此一般可考虑采用EDA设计工具，条件允许的情况下可为学生提供EDA和DSP两种平台，学生可以按照个人的兴趣自愿选择设计手段。譬如卷积编码模块的设计性实验，可以采用Matlab对确定的卷积编码器进行功能仿真，如果仿真和理论分析结果一致，则说明设计思路正确。在这基础上，再采用EDA开发系统或DSP开发系统对卷积编码器进行系统选型、实验和测试，并对其运行速率等性能进行分析，以便重新设置参数，进一步提高它的性能等。该实验过程可以缩短开发流程，降低开发成本，可以使学生掌握实际工程的设计方法，能更好地为今后的学习和工作做准备。
(3)教学安排：这部分实验不在实验教学学时内安排，目前主要以两种形式开展，一是作为毕业设计，二是在高年级开设专门的设计性实验课程，此时学生相关的软硬件知识已经学习了，通过设计性实验可以将各种知识整合，综合利用。在整个设计性实验过程中，实验室对学生全天候开放，学生可以在课余时间来实验室进行设计、制作和调试。此时学生没有其他因素干扰，可专心投入，收获较大，且对后面的就业非常有利。
设计性实验是偏重于应用的实验，通过实验过程，使学生具备一定的实践能力和创新能力，使实验教学真正成为培养学生实践能力的重要环节。
4结束语
针对目前通信原理实验仅采用实验箱进行验证类实验，实验方式单一，效果较差，未充分利用现有的实验条件的情况，将多种类型的实验平台进行整合，在学院及系里教学规划和实验经费允许的情况下，将课程内容调整为验证性、综合性和创新性实验3部分，使实验内容既配合理论课程的教学，又与现代通信技术同步发展，使实验课程的教学从内容到形式上都有较大改观。
总之，通过采取多种实验模式相结合的灵活教学方法，最终目的只有一个，就是希望使学生经过大学4年的学习，成为具有扎实理论基础、较强动手能力的高素质人才，同时又具有较强的市场竞争力。
参考文献
[1] Luo Yuanqiu， Wang Ting， Weinstein Steve， et al. Integrating optical and wireless services in the access network[C]. 2006 Optical Fiber Communication Conference， and the 2006 National Fiber Optic Engineers Conference，2006
Liu Qingchong， Qiao Chunming， Mitchell Gregory， et al. Optical wireless communication networks for first-and last- mile broadband access[J]. Journal of Optical Networking， vo14， n12， 2005， 12:807～828
Rockwell， David A， Mecherle G. Optical wireless: Low-cost， high-speed， optical access[J]. Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering， 2001
.基于RoF技术的EPON和WiMAX融合方案的研究[J].光通信技术，2010，16(3)：53～54
关键词：高职教育；科研；教学模式；课程改革
一、引言
高职教育和普通高等教育、学科教育体系不同，它们的培养目标也不一样。高职教育的目标是培养生产第一线所需的时代型、专业型、技术型、技能型的高素质复合型人才。在培养过程中要体现工程意识、创新能力，讲究技术实用性，突出技术先进性，充分体现高职教育为生产第一线服务的特点。
高职院校在高等教育中占有重要地位。2006年，我国高职院校在校生人数713万，占高校在校生总数的47%。我国高等职业教育发展规模在高等教育中接近一半，因此高职学生就业压力大。大部分高职学生文化知识基础较差，一般是达不到一般本科院校分数线的高中毕业生和中专、技校的学生。因此高职学生学习相对较困难，缺乏自信心。不过高职学生又具有思想比较活跃，动手能力、专业技能、适应性比较强的特点。因此，为了很好地实现高职教育的目标以及发挥高职学生的特点与优势，必须思考高职教育的改革途径。 多做尝试、根据实际情况进行教学改革是必要的。开拓视野引导实践，有助于提高学生的职业技能。
二、结合CPLD及其应用进行教学改革
提高教学质量的本质在于改善教学理念，创新教学方法，最终才能推动教学改革，推动高等职业教育的发展。笔者根据本人的从教经历以及高职教育中电子信息工程专业的特色，决定采用CPLD及其应用作为教学改革的实验课程。
（一）采用CPLD及其应用进行教改的原因
(1)当前，电子信息的发展非常迅猛，电子信息专业学生的教育需要跟上时代的需求。近年来在电子产品设计领域出现了一门新技术： EDA（电子设计自动化）技术，EDA技术就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、开发软件为平台自动完成电子系统设计。它与传统电子产品设计的显著区别之一就是大量使用大规模可编程逻辑器件，以提高产品性能，缩小产品体积，降低产品消耗；区别之二就是它能广泛运用现代计算机技术，提高电子设计自动化程度，缩短开发周期。所以EDA技术发展非常迅猛，备受工程师和技术人员的青睐。在计算机、通信、图像处理等多个领域得到了广泛的应用。
(2)CPLD及其应用以介绍CPLD和FPGA器件原理及其应用为主要内容，涵盖专业知识面广，通过这门课的成功改革可以带动其他若干课程的改革，进而改善整个专业的教学质量。
（二）整个成果的实施过程
1学生参与科研
为了能够更好地达到高职教育的目标和要求， 使学生能很好地掌握EDA这门新技术， 我们申请了院级“EDA 实验开发系统”科研项目。此EDA实验开发系统可以完成10个实验和6个实训项目，整个EDA实验开发系统可分成实验板和开发板（见下图中虚框中的模块）两大部分。实验板用来实现各种实验和实训，而开发板则是此系统的CPLD核心，可以从实验板上单独取下来，插在面包板或万能板上使用，作为开发“核”设计其他的数字系统。具有很强的可扩展性和二次开发性。EDA实验开发系统功能模块图如下图所示。
EDA实验开发系统功能模块图
在项目实施过程中，为了让学生参与此项目的全部研发过程，我们又把该系统分为了15个功能模块，将功能模块分配给学生，两人一组，一组一个模块。每组学生按如下步骤去实施。
（1）资料调研：根据模块功能要求自主查阅相关资料，并进行市场、企业调研，充分了解EDA技术的现状及其应用情况。
（2）设计方案确定：根据市场和教学需求来确定实现方案。
（3）元件选择与购置：依据已确定设计方案来选择、采购电子元器件，在此过程中，学生学到了课本以外如元件的外形、封装、参数等许多知识。
（4）电路装接、调试：学生用面包板来搭接电路进行试验，经过反复验证、修改、调试直到功能电路成功。
（5）系统整合：在每一个功能模块全部调试成功后，将各个功能电路整合在一起形成实验开发系统。
（6）整机统调：使用Protel 99SE软件绘制实验开发系统的电路原理图和PCB板图，并送制板专业公司制作出PCB板， 将所有元件装接在整机板上进行统一调试。
学生通过参与科研，自主制作实验、实训设备，学到了很多课堂上学不到的知识、经验和方法。学生的这种实践就和在企业里由一个师傅带着做课题是一样的，使学生提前在学生时期就体验到了参加工作时的经历。大大地提高了学生的动手能力、分析问题的能力、解决问题的能力、团结协作的能力。巩固了专业知识，提高了专业技能。在很大程度上提高了学生的就业竞争力。
2将科研实践融入课程教学
在CPLD及其应用这门课的教学中，根据科研项目经验成果，我把实际生产科研中的一些相应技术项目引入到课堂教学中，将课程的三大主要知识技能设计成三个科研项目，每一个知识技能单元就是一个完整的科研项目。这种项目直接与工程接轨，具有一定的实用性和前沿性。每个综合项目又分为多个子项目。每个子项目又以“EDA实验开发系统”的组成模块作为基础。并且把子项目分给学生，学生自己查阅资料，确定方案，EDA设计、仿真、编程，测试到项目成功完成的全过程均由老师引导、学生自己做。最后每完成一个科研项目都要写一个科研报告。按照从工程中来，到项目中去的思路，通过分析和设计工程项目来激发学生的学习兴趣，让学生先用后懂，边用边学，来引导学生先感兴趣后主动学习，先发现问题后解决问题。最终教会学生自己查阅资料，自己分析问题、解决问题，不仅提高了操作技能训练，而且提高了学生的心智技能，使整个学习过程是一个不断推进，且走向成功的过程。
在讲EDA设计软件QUARTUSII的原理图输入法时，我设计了一个“数字频率计”的项目。我给学生讲解了QUARTUSII的原理图输入方法和步骤以及数字频率计设计方法。并告诉学生如何查资料，从哪里查到需要的资料。如何根据设计要求来确定方案，如何将自己的方案由EDA来实现。而实施的全过程均由学生自己来完成，并且最后要交一份科研报告，在报告中要说明自己研究的过程，从中学到了什么，以及在设计过程中遇到什么问题，又是如何解决的。这样不但讲解知识，传授学习方法，还提高了学生的科研能力，而且把学的知识系统化了。
所以，这样的教学可以使学生在做科研的过程中就学到了知识和技能。教学效果非常好。
（三）教学改革成果
经过一年多的教学改革实践，教学单位与学生都取得了丰硕的成果：
（1）这一科研成果现已应用到实际教学中，在教学、实验、实训中效果良好。我们的“EDA实验开发系统”科研项目在学院科研评奖中荣获科研二等奖。
（2）教师和学生亲自动手制造教学模型，动手实验，熟悉仪器，不仅提高了科研制作能力，而且还为学院增添了教学设备，促进和加强了实验室建设。
（3）通过这个科研项目的学习，学生在《电子制作杂志》上发表了学术论文。
（4）我院电子系学生在学院每年的技能比赛中均取得了很好的成绩。并且于2008年北京市学生电子设计竞赛中，该竞赛的控制核心就是用CPLD来实现的。我们学院电子信息专业第一次参加比赛，共选派了四组学生参加，有两组获奖。取得一组二等奖，一组三等奖的好成绩。
三、结论与展望
高职电子信息类专业要培养高素质技能型人才，必须走“工学结合，顶岗实习”之路，根据行业特色，结合学校特色与学生优势，有利于培养社会所需要的能直接进入岗位的技能人才。本文结合CPLD及其应用进行了教学改革的初步探索与尝试，鼓励高职学生参与科研项目，同时将科研中的实践内容融入到日常的课程教学中来。经过长期的实践，将科研环节融入教学中，激发了学生的学习兴趣，加深了对知识的理解与掌握，同时获得了一定的实践经验和技能，并取得了一定的成果。以科研为主线的教学模式是一种非常有效的教学模式，并在实践中得到了初步验证，但需要进一步的探索和检验。因此搞好高职课程改革之路任重道远。
参考文献：
［1］徐国庆职业教育项目课程开发指南［M］上海：华东师范大学出版社,2011
［2］周国娟EDA实验开发系统研究报告［J］北京经济管理职业学院，2009（11）
［3］陈援峰,杨伟钧，等高职电子信息类专业实践教学体系研究［J］中国校外教育，2009(8)：144
关键词：虚拟制造；表面组装技术SMT；可视化仿真
中图分类号：TP311 文献标识码：A DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.03.025
The SMT Virtual Manufacturing Training System
PENG Zhi-cong1, LoNG Xu-ming2 Huang Ho2 Dan Mington2 Cui Xiaolu2
(1.Guangdong Electronic Academy, Guangzhou 510055, China; Southwest Jiatong University, Chengdu 610031, China)
【Abstract】 This paper discusses the advance SMT Virtual Manufacturing Training System. The SMT Manufacturing is visual simulated in a computer. the PCB design, the SMT technology, the editting of equipment soft and the visual simulation of SMT equipment are integrated by the system.
【Key words】Virtual Manufacturing; Surface Mounting Technology; Visualization Simulation
1 SMT虚拟制造
1.1 虚拟制造
虚拟制造（Virtual Manufacturing，VM）是实际制造在计算机上的本质实现，即采用计算机建模与仿真技术，在高性能计算机及高速网络的支持下，在计算机上群组协同工作，通过三维模型及动画或虚拟现实，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。虚拟制造是对已有或未来的制造活动进行仿真，它基本上不消耗现实物质资源，所进行的过程是虚拟过程，所生产的产品也是虚拟的。
VM技术是一个庞大、复杂的新兴学科领域，其中涉及到计算机软件技术、动态数据库技术、虚拟现实技术、工厂的建模与仿真技术、并行工程等领域，如图1所示。从提出到现在的几十年间，VM技术的研究取得了很多成果。在国外，VM单一目标技术和系统已经开始应用于几十家顶级的汽车制造、航空、重工业和消费电子产品生产公司的某些部门，而且已经发挥了巨大的作用，表明了VM技术的潜力。
在国内，虚拟制造技术方面的研究只是刚刚起步，其研究也多数是在原先的CAD/CAE/CAM和仿真等基础上进行的，目前主要集中在虚拟制造技术的理论研究和实施技术准备阶段，系统地研究尚处于国外虚拟制造技术的消化和国内环境的结合上。清华大学CIMS工程研究中心虚拟制造研究室是国内最早开展虚拟制造研究的机构之一，主要进行了虚拟设计环境软件、虚拟现实、虚拟机床、虚拟汽车训练系统等方面的研究；浙江大学进行了分布式虚拟现实技术、VR工作台、虚拟产品装配等研究；西安交大和北航进行了远程智能协同设计研究；西北工业大学进行了虚拟样机的研究。国内在虚拟现实技术、建模技术、仿真技术、信息技术、应用网络技术等单元技术方面的研究都很活跃，但研究的进展和研究的深度还属于初期阶段，与国际的研究水平尚有很大的差距。我国的研究多集中于高等院校和少量的研究所，企业和公司介入的较少。
图1 虚拟制造
Fig.1 Virtual Manufacturing
1.2 SMT虚拟制造系统
在微电子组装和制造业，元器件不断的向微型化和密集化方向发展。表面贴装技术（Surface Mounting Technology，SMT）是应用最为广泛的新一代的电子组装技术，它直接将元件无导线的贴装在PCB基板上，取代了传统的插孔元件安装、导线连接。表面贴装技术可以使元器件体积更小、安装密度更大、提高可靠性和生产自动化程度。贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%～60%，重量减轻60%～80%。
在电子产品组装生产的传统模式中，设计一般是由设计工程师在计算机上利用多种计算机辅助设计工具来完成，生产制造则在各种数控设备(如贴装机等)上完成。每一种产品在加工之前，制造工程师首先必须对数控设备编程并反复试验，以确保操作规程的可行性和正确性，然后进行试生产，反复修改直到最后定型，再投入实际的批量生产。生产准备时间很长，投入资金很大。事实上，SMT生产线中数控设备编程所需的大多数数据完全可以从CAD系统的相关数据文件中获取，例如元件在PCB上的坐标位置、角度、物理特征参数等。这些数据量很大，也比较零乱，有些特征数据是不同数控设备都需要的，如贴装机、点胶机、在线测试设备均需要元件在PCB上的坐标位置，而实际中设计部门和制造部门却很少相互了解需求，许多信息不能共享，在企业间往往形成了两个“自动化孤岛”。随着市场竞争的加剧，产品交货周期必须缩短，生产成本必须控制，因此迫切需要在这两个“孤岛”间建立联系，虚拟制造被认为是其最好的解决方案。
2000年之后一部分高校开始在电子实践教学中增加SMT教学内容，大部分专职院校设立SMT电子制造工程专业，但无实验设备和条件，即使己购买SMT生产线的，也无资金或产品开动生产线。SMT虚拟制造系统中关健设备的虚拟样机，便于教学，同时便于企业员工职业培训。
SMT虚拟制造系统就是在计算机支持下，以仿真技术为前提，建立功能强大的虚拟制造环境，对PCB设计、组装等生产过程进行统一建模。在PCB设计阶段或组装之前，就能实时、并行地模拟出其未来组装全过程及对设计的影响，预测PCB组装的性能、成本和可制造性，从而有助于更有效、更经济灵活地组织生产，使工厂和车间的资源得到合理配置，使生产布局更合理、更有效，以达到开发周期和成本的最优化、生产效率的最高化之目的。
2 SMT虚拟制造系统设计
采用虚拟制造技术，开发出“先进电子SMT虚拟制造系统SMT-VM2011”，在电子SMT设计和制造“孤岛”间建立联系，将PCB设计、SMT生产线工艺设计、关健SMT设备编程、加工过程可视化仿真和可制造性评价系统集成，在计算机上以直观、生动、精确的方式模拟出先进电子SMT制造技术。
2.1 系统设计
根据组装对象不同，SMT有多种工艺流程，一般单面组装的典型工艺流程为：上料涂布(上焊膏或点胶)贴片再流焊清洗测试下料。SMT生产线如图2所示，主要由自动上板机、自动丝网印刷机或自动点胶机、自动贴片(装)机、自动焊接炉、自动清洗机、在线测试机和AOI测试机、自动下板机等自动化组装和测试设备组成。
图2 SMT生产线
Fig.2 SMT Production Line
2.1.1系统组成
SMT虚拟制造系统组成如图3所示，主界面如图4所示，将两个“孤岛” ――SMT设计和制造集成, 主要包括:
图3 SMT虚拟制造系统组成
Fig.3 SMT VM System
图4 主界面
Fig.4 Main window
1）PCB设计虚拟制造系统
2）SMT生产线工艺流程设计
3）关健SMT设备虚拟编程，主要包括：丝网印刷机、点胶机、贴片机、回流炉、波峰焊、AOI测试机。
4）关健SMT设备加工过程可视化仿真，主要包括：丝网印刷机、点胶机、贴片机、回流炉、波峰焊、AOI测试机。
5）可制造性评价
（1）电子产品PCB设计与制造
根椐用户设计的EDA（Protel、Mentor、OrCAD…）电路PCB文件，自动检测出用户设计的EDA电路的错误；
能3D可视化直观显示EDA设计的PCB板组装后的情况（基板、器件、焊膏、焊点、胶点），如图5所示；
图5 PCB设计静态仿真Fig.5 PCB Static simulation
模拟PCB标号Mark点示教和PCB贴片过程，并进行贴片程序顺序优化；
根据所设计的PCB板的结构，设计SMT生产线工艺流程和参数，3D动画显示SMT生产线工艺流程；
在PCB设计和制造“孤岛”间建立联系，在最短时间内为EDA最优设计提供直观依据，效率高， 成本低。
（2）电子SMT设计与制造
SMT关键设备包括：丝印机、点胶机、贴片机、回流炉、波峰
2.1.2 系统主要技术功能
SMT-VM2011系统主要技术指标如表1所示，非常适合高校高职教学和企业培训，不仅使用户进一步掌握EDA电路设计技术，更使用户掌握SMT组装技术和各种世界著名公司SMT关键设备技术。SMT-VM2011性能优，功能强，交互性强，操作性好，兴趣性高，彻底改变了传统的一把烙铁学电子的局面。焊，件机，AOI测试机，API测试机；
读入EDA设计的PCB文件，进行国际市场上主流SMT机型的摸拟编程（Yamaha、Fuji、Seimens、Panasonic、MPM、DEK、GKG、Heller、EASA、ANDA、Aleader、VATA……）；
SMT关键设备静态仿真，可缩放、旋转、平移；
按照摸拟编程CAM程序，自动进行SMT关键设备工作过程3D模拟仿真；
可进行制造性分析，在3D仿真过程中对模拟编程的错误进行检测；
在SMT关键设备编程设计和制造之间建立联系，将SMT关键设备的贴片过程在计算机上以直观、生动、精确的方式呈现出来，取代传统的试机过程，缩短开发周期、降低成本、提高生产效率。
2.2 贴片机虚拟制造系统
贴片机虚拟制造编程系统的主界面如图6所示，自动进行贴片机工作过程3D模拟仿真如图7所示。贴片机软件体系结构如图8所示，包括：模拟编程模块、贴片机3D仿真模块、贴片程序优化模块和贴装数据库模块，系统先对贴片机机型进行模拟编程，读入EDA设计文件，自动生成贴装顺序程序文件，并将数据输入到贴装数据库中；再在VC++6.0环境下采用面向对象技术和OpenGL技术，按贴片机类型自动进行3D机构组装3D仿真；最后设计生成最优化程序。
3 SMT教学培训课程和实验室建设
SMT教学培训课程教学培训大纲如表2所示。
（1）电子产品EDA设计的PCB虚拟制造实验，学时20 h。
图6 贴片机虚拟制造编程系统Fig.6 The placing VM system
图7 贴片机工作过程3D模拟仿真Fig.7 The placing 3D simulation
目的：该实验在电子设计和制造“孤岛”间建立联系，在最短时间内为EDA最优设计的数据修改提供直观依据，以达到开发周期和成本的最优化、生产效率的最高化之目的。不仅使学生进一步掌握EDA电路设计技术，更使学生了解电子产品PCB电路板是如何制造出来的。
图8 贴片机软件体系结构
Fig.6 The frame of placing softwere
内容：根椐学生设计的EDA电路PCB板图，能自动检测出学生设计的EDA电路的错误，包括电路设计错误和可制造性错误，能3D可视化直观显示EDA设计的PCB板的布局和SMT组装生产后的PCB情况；并且，模拟PCB板的SMT制造过程，设计SMT生产线工艺流程和参数，3D动画显示SMT生产线工艺流程。
（2）电子SMT制造生产线虚拟制造实验，学时30小时。
目的：让学生根据自己设计的EDA电路PCB板，设计SMT关键设备的CAM程序，并且自动3D动画模拟所设计的CAM程序驱动的设备工作过程，能实时、并行地模拟出其未来组装全过程及对设计的影响，预测PCB组装的性能、成本和可制造性。使学生掌握SMT组装技术和各种世界著名公司SMT关键设备技术。使学生了解和掌握现代先进电子大制造技术，彻底改变了传统的一把烙铁学电子的局面。
内容：首先读入EDA设计的PCB文件，进行国际市场上主流机型的SMT关键设备的摸拟编程，SMT关键设备包括：丝印机、点胶机、贴片机、回流炉、波峰焊和AOI测试机；最后按照摸拟编程CAM程序，自动进行SMT关键设备机构工作过程3D模拟仿真，并可进行制造性分析。
（3）先进电子制造创新开发实验，学时30小时。
目的：在“电子SMT虚拟制造系统SMT-VM2011” 平台上，进行针对个性化实验、SRTP（科研创新实验）、国家创新实验、电子竞赛、本科生毕业设计、研究生毕业论文等的开发实验。使学生了解和掌握国际现代电子制造的软件、控制和电子等最先进技术。
内容：开发世界著名公司SMT关键设备CAM编程软件和3D仿真软件、世界著名公司IC关键设备CAM编程软件和3D仿真软件、轨道交通电气自动化虚拟制造系统等。
4 结论
SMT-VM2011非常适合高校高职教学和企业培训，不仅使用户进一步掌握EDA电路设计技术，更使用户掌握SMT组装技术和各种世界著名公司SMT关键设备技术。SMTVM2012性能优，功能强，交互性强，操作性好，兴趣性高，彻底改变了传统的一把烙铁学电子的局面。
参考文献
[1] 龙绪明主编. 电子表面组装技术-SMT[M]. 北京：电子工业出版社，2008.11.
[2] 袁鹏，胡跃明，吴祈生等. 基于视觉的高速高精度贴片机系统的程序实现[J].计算机集成制造系统，2004，10（12）.
[3] 龙绪明主编. 先进电子制造技术[M]. 机械工业出版社，2010.10.
1、余雨晴
指导教师评语
余雨晴的论文《高频电子线路精品课程网站建设》，基本完成了高频电子线路精品课程网站的设计，论文介绍了设计思想、制作过程，并设计了基本的网站雏形。阅读指导教师指定的参考资料、文献，开题报告有实施方案，并按要求完成外文翻译，设计基本合理，对网站建设提出了个人见解，作者基本掌握了网站建设的基础理论。论文撰写规范，符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
评阅教师评语
余雨晴的论文《高频电子线路精品课程网站建设》，基本完成了高频电子线路精品课程网站的设计，论文介绍了设计思想、制作过程，并设计了基本的网站雏形。网站设计基本上合理、科学，表明作者基本上掌握了相关专业知识。毕业论文撰写符合规范要求，论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对余雨晴的论文《高频电子线路精品课程网站建设》的审核，认为该论文选题具有研究价值，基本上完成了网站的设计任务，设计基本上合理、科学。该生基本完成了毕业论文任务书所规定的内容，论文撰写基本符合规范，答辩时能基本正确地回答问题。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为及格。
2、杨婷
指导教师评语
杨婷同学的论文《PLL技术及其应用》，较好地完成任务书规定的设计任务。论文在详细分析PLLIC电路的基础上，利用锁相集成电路设计了红外自动控制水龙头。红外自动控制水龙头运用LM音频锁相环芯片设计，同时结合定时器芯片和三端集成稳压器等组合而成，设计合理。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外，还能阅读一些自选资料，并提出较合理的开题报告实施方案，按要求按时完成外文翻译，译文质量较好。对对研究的问题能正确分析，反映出作者较好地掌握了电科专业基础理论与专业知识，论文撰写规范，符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
评阅教师评语
杨婷同学的论文《PLL技术及其应用》选题具有实际意义，较好地完成了规定的任务，论文在详细分析PLLIC电路的基础上，利用锁相集成电路设计了红外自动控制水龙头，红外自动控制水龙头是运用了LM音频锁相环芯片设计，同时结合定时器芯片和三端集成稳压器等组合而成的电路。设计合理，表明作者比较好的掌握了电科专业相关的知识。毕业论文撰写符合规范要求，论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对杨婷同学的论文《PLL技术及其应用》的审核，认为该论文选题具有研究价值，论文利用锁相集成电路设计了红外自动控制水龙头电路，设计合理，表明作者比较好的掌握了相关专业知识，设计的产品具有一定的使用和参考价值。该生认真完成了毕业论文任务书所规定的内容，论文撰写符合规范，答辩时能正确地回答问题。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为良好。
3、王锐
指导教师评语
王锐同学的论文《基于FPGA技术的电子密码锁》，完成了任务书所规定地研究（设计）任务。论文采用EDA技术通过自顶向下的设计方法对数字密码锁进行了设计，描述了数字密码锁的总体结构、主要功能、设计流程、模块划分及总体和各模块的VHDL源程序，并且给出了数字密码锁设计的仿真结果。外语资料翻译尚可，论文格式基本规范，论述基本准确，达到了预期的要求，符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
王锐同学的论文《基于FPGA技术的电子密码锁》选题具有一定的实际意义，基本上完成了规定的任务，主要工作包括用EDA技术通过自顶向下的设计方法对数字密码锁进行了设计，描述了数字密码锁的总体结构、主要功能、设计流程、模块划分及总体和各模块的VHDL源程序，并且给出了数字密码锁设计的仿真结果，存在的不足主要是没有具体实现。毕业论文撰写符合规范要求，论文达到了本科毕业论文的要求，同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对王锐同学的论文《基于FPGA技术的电子密码锁》的审核，认为该论文选题具有一定的研究价值，作者具有一定的阅读参考资料的能力，认为完成了毕业论文任务书所规定的内容，行文基本流畅，答辩时能较比较正确地回答问题。本文尚存在全篇结构不够合理、没有完全实现等缺陷。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为中等。
4、周洋
指导教师评语
周洋同学的论文《纯音听力计的设计与实现》，较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文从听力计的发展趋势和面临现状出发，基于对系统结构和功能要求的分析，论述了仪器的工作原理，软、硬件设计方法和纯音信号与噪声信号的实现过程。外语资料翻译尚可，论文格式基本规范，论述基本准确，达到了预期的要求，符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
周洋同学的论文《纯音听力计的设计与实现》选题具有一定的实际意义，基本上完成了规定的任务，从听力计的发展趋势和面临现状出发，基于对系统结构和功能要求的分析，论述了仪器的工作原理、软、硬件设计方法和纯音信号与噪声信号的实现过程，设计基本合理。毕业论文撰写基本符合规范要求，论文基本上达到了本科毕业论文的要求，同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对周洋同学的论文《纯音听力计的设计与实现》的审核，认为该论文选题具有一定的研究价值，作者具有一定的阅读参考资料的能力，基本完成了毕业论文任务书所规定的内容，行文基本流畅，答辩时能较比较正确地回答问题。本文尚存在全篇结构不够合理、设计没有完全实现等缺陷。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为中等。
5、李思静
指导教师评语
李思静同学的论文《调频电路及其设计》，很好地完成任务书规定的设计任务。论文采利用导频制调频立体声发射接收技术及高性能的专用发射与接收集成电路，设计了一套基于BA和CXA的小型无线调频立体声系统。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外，还能阅读较多的自选资料，较好地理解课题任务并提出开题报告实施方案，能出色完成外文资料的翻译，对研究的问题能较深刻分析，反映出作者很好地掌握了有关基础理论与专业知识，论文撰写规范，符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
李思静同学的论文《调频电路及其设计》选题具有实际意义，完成了规定的任务，论文采利用导频制调频立体声发射接收技术及高性能的专用发射与接收集成电路，设计了一套基于BA和CXA的小型无线调频立体声系统，表明作者很好的掌握了调频通信方面的知识。毕业论文撰写符合规范要求，论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对李思静同学的论文《调频电路及其设计》的审核，认为该论文选题具有研究价值，作者设计了一套基于BA和CXA的小型无线调频立体声系统，作者很好的掌握了调频通信方面的知识。具有很好的阅读参考资料的能力，认真完成了毕业论文任务书所规定的内容，行文流畅，论文撰写符合规范，答辩时能正确地回答问题。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为优秀。
6、王莉
指导教师评语
王莉同学的论文《无线电遥控系统设计》，较好地完成任务书规定的设计任务。论文设计了一种无线电遥控系统，包括发射电路的设计和接收电路的设计，实现了远程遥控功能。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外，还能阅读一些自选资料，并提出较合理的开题报告实施方案，按要求按时完成外文翻译，译文质量较好。对对研究的问题能正确分析，反映出作者较好地掌握了有关基础理论与专业知识，论文撰写规范，符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
评阅教师评语
王莉同学的论文《无线电遥控系统设计》选题具有实际意义，较好地完成了规定的任务，论文设计了一种无线电遥控系统，包括发射电路的设计和接收电路的设计，实现了远程遥控功能。设计合理，表明作者比较好的掌握了相关专业知识。毕业论文撰写符合规范要求，论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对王莉同学的论文《无线电遥控系统设计》的审核，认为该论文选题具有研究价值，论文设计了一种无线电遥控系统，包括发射电路的设计和接收电路的设计，实现了远程遥控功能。设计合理，表明作者比较好的掌握了相关专业知识，设计的产品具有一定的使用和参考价值。该生认真完成了毕业论文任务书所规定的内容，行文流畅，论文撰写符合规范，答辩时能正确地回答问题。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为良好。
7、赵霞
指导教师评语
赵霞同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》，较好地完成电子信息科学与技术专业网站设计，完成了总体方案设计及留言板模块和新闻管理功能模块的结构设计与编程。本设计由两位同学合作完成，赵霞同学负责新闻管理功能模块的设计，其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外，还能阅读一些自选资料，并提出较合理的开题报告实施方案，按要求按时完成外文翻译，译文质量较好。论文撰写规范，符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
评阅教师评语
赵霞同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》选题具有实际意义，较好地完成了新闻管理功能模块的设计，其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。网站设计合理、科学，表明作者比较好的掌握了相关专业知识。毕业论文撰写符合规范要求，论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对赵霞同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》的审核，认为该论文选题具有研究价值，较好地完成了新闻管理功能模块的设计，其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面，设计合理、科学。该生认真完成了毕业论文任务书所规定的内容论文撰写符合规范，答辩时能正确地回答问题。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为良好。
8、周星
指导教师评语
周星同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》，较好地完成电子信息科学与技术专业网站设计，完成了总体方案设计及留言板模块和新闻管理功能模块的结构设计与编程。本设计由两位同学合作完成，周星同学负责网站页面的设计和留言板系统的设计。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外，还能阅读一些自选资料，并提出较合理的开题报告实施方案，按要求按时完成外文翻译，译文质量较好。论文撰写规范，符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
评阅教师评语
周星同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》选题具有实际意义，较好地完成了新闻管理功能模块的设计，其开发主要包括网站页面的设计和留言板系统的设计。网站设计合理、科学，表明作者比较好的掌握了相关专业知识。毕业论文撰写符合规范要求，论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对周星同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》的审核，认为该论文选题具有研究价值，较好地完成了网站页面的设计和留言板系统的设计，设计合理、科学。该生认真完成了毕业论文任务书所规定的内容论文撰写符合规范，答辩时能正确地回答问题。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为良好。
9、蔡凌云
指导教师评语
蔡凌云同学的论文《数字调频发射机的设计》，较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文主要采用数字信号处理（DSP）和直接数字频率合成（DDS）技术，实现了数字调频发射机的设计。本设计由两位同学完成，该生主要负责数字调频发射机的数字调频调制模块部分的设计。外语资料翻译尚可，论文格式基本规范，论述基本准确，达到了预期的要求，符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
蔡凌云同学的论文《数字调频发射机的设计》，较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文主要采用数字信号处理（DSP）和直接数字频率合成（DDS）技术，实现了数字调频发射机的设计。本设计由两位同学完成，该生主要负责数字调频发射机的数字调频调制模块部分的设计，设计基本合理。毕业论文撰写基本符合规范要求，论文基本上达到了本科毕业论文的要求，同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对蔡凌云同学的论文《数字调频发射机的设计》的审核，认为该论文选题具有一定的研究价值，数字调频发射机的数字调频调制模块部分的设计基本合理。作者具有一定的阅读参考资料的能力，基本完成了毕业论文任务书所规定的内容，答辩时能较比较正确地回答问题。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为中等。
10、张佳富
指导教师评语
张佳富同学的论文《高频功率放大器及其设计》，基本地完成了任务书所规定地研究任务。论文对高频功率放大器的发展以及应用做了介绍，设计了基本合理的高频功率放大器电路。外语资料翻译尚可，论文格式基本规范，论述基本准确，基本达到了预期的要求，符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
张佳富同学的论文《高频功率放大器及其设计》，基本地完成了任务书所规定地研究任务。论文对高频功率放大器的发展以及应用做了介绍，设计了基本合理的高频功率放大器电路，设计基本合理。毕业论文撰写基本符合规范要求，论文基本上达到了本科毕业论文的要求，同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对佳富同学的论文《高频功率放大器及其设计》的审核，认为该论文选题具有一定的研究价值，高频功率放大器电路的设计基本合理。作者具有一定的阅读参考资料的能力，基本完成了毕业论文任务书所规定的内容，答辩时能较比较正确地回答问题。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为中等。
11、李薇
指导教师评语
李薇同学的论文《数字调频发射机的设计》，较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文主要采用数字信号处理（DSP）和直接数字频率合成（DDS）技术，实现了数字调频发射机的设计。本设计由两位同学完成，该生主要负责系统在DSP方面的设计。外语资料翻译尚可，论文格式基本规范，论述基本准确，达到了预期的要求，符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
李薇同学的论文《数字调频发射机的设计》，较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文主要采用数字信号处理（DSP）和直接数字频率合成（DDS）技术，实现了数字调频发射机的设计。本设计由两位同学完成，该生主要负责系统在DSP方面的设计，设计基本合理。毕业论文撰写基本符合规范要求，论文基本上达到了本科毕业论文的要求，同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对李薇同学的论文《数字调频发射机的设计》的审核，认为该论文选题具有一定的研究价值，系统在DSP方面的设计基本合理。作者具有一定的阅读参考资料的能力，基本完成了毕业论文任务书所规定的内容，答辩时能较比较正确地回答问题。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为中等。
12、宋治桦
指导教师评语
宋治桦同学的论文《射频功率放大器》，完成了任务书所规定地设计任务。论文通过图例和对比进行分析，阐述了射频功放的基本理论；在研究了射频功放的工作状态、负载和调谐等外部特性的基础上设计了一种射频功率放大器。外语资料翻译尚可，论文格式基本规范，论述基本准确，达到了预期的要求，符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
宋治桦同学的论文《射频功率放大器》选题具有一定的实际意义，基本上完成了规定的任务，在研究了射频功放的工作状态、负载和调谐等外部特性的基础上设计了一种射频功率放大器，设计基本合理。毕业论文撰写符合规范要求，论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对宋治桦同学的论文《射频功率放大器》的审核，认为该论文选题具有一定的研究价值，作者具有一定的阅读参考资料的能力，认为完成了毕业论文任务书所规定的内容，答辩时能较比较正确地回答问题。
经答辩小组讨论，答辩成绩定为中等。
13、邹元杰
指导教师评语
邹元杰同学的论文《基于单片机STCCLED点阵显示》，很好地完成任务书规定的设计任务。系统以STCC单片机为主控芯片，利用温度测量，实时时钟芯片和数据存储技术并配合软件，实现了温度的测量、时间、数据掉电不丢失等功能，最终很好地完成了规定任务。该生对研究的问题能较深刻分析，反映出作者很好地掌握了有关基础理论与专业知识，实际动手能力强，论文撰写规范，符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
邹元杰同学的论文《基于单片机STCCLED点阵显示》，选题具有实际意义，完成了规定的任务。系统以STCC单片机为主控芯片，利用温度测量，实时时钟芯片和数据存储技术并配合软件，实现了温度的测量、时间、数据掉电不丢失等功能，最终很好地完成了规定任务。毕业论文撰写符合规范要求，论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语