集成电路测试新工科人才产教融合培养模式探索与实践

集成电路测试是集成电路设计制造产业中的重要环节。针对目前国内集成电路测试行业专门技术人才紧缺的现实需求,合肥工业大学联合国内外集成电路产业知名企业,从课程教学内容与教学方法、实验平台建设与实验设计、创新能力培养与学科竞赛等环节入手,在仪器类专业探索现阶段适合于集成电路测试新工科人才培养的校企合作办学模式。近年来,在集成电路测试课程体系完善、实验平台建设、实践环节培养等方面均取得较好的成果,为新工科人才产教融合培养提供实践经验和参考案例。

贯穿实验过程的电路实验考核评价方法

线上线下协同的多时间尺度实践教学是提高学生实践能动性和工程创新能力的有效措施。基于电路实验线上线下协同多维度、多时间尺度的实验教学内容和多空间、多时间尺度的教学模式,以学生实践能力和综合素质培养为目标,合理设计贯穿每个实验过程的多维度实验考核评价内容,提炼每个实验项目的课前-课中-课后的考核评价指标和量化各项指标的梯度权重,提出贯穿实验过程的电路实验考核评价方法,全面、科学地评价学生该门课程的综合成绩。该考核评价方法推动了电路实验教学的改革,提高了教与学的质量和效率,培养了学生的创新能力。

职业教育中集成电路测试类模块课程思政体系的开发

为提升集成电路产业发展下职业教育中课程思政在集成电路测试类模块教学中的实效性,实现课程思政与专业能力培养的深度融合,对“四元融合,以芯立心”的思政体系进行了研究与实践。分析了集成电路测试类模块课程教学的难点,归纳了四个主要的职业发展能力,并通过优化教学内容、创新教学方法、共建课程思政案例库和完善教学评价等方式进行了教学实践与探索,形成了集成电路测试类模块课程体系中的课政融合、协同育人的一种样例。可有效服务于区域集成电路产业高层次技术技能人才的培养。

“数字集成电路设计”教学方法研究与探索

当前安徽大学“数字集成电路设计”课程的开展存在诸多问题(如教学方法单一,验证性实验内容相对简单,实验课程考核机制单一等),因此教学方法亟须改进。针对课程的现状,立足于教学模式、教学内容和考核方式三个方面进行改革和探索,积极探索“新工科”背景下数字集成电路设计的教学新方法,提出采用线上线下混合式教学方式,激发学生的学习兴趣,致力于提高学生的主观能动性和创新能力。

计及新能源幅相特性的新型多馈入短路比指标

为了合理评估高比例新能源并网的多馈入高压直流输电(multi-infeed HVDC,MIDC)系统电压支撑能力,该文首先分析MIDC系统结构特点,随后基于多馈入短路比(multi-infeed short circuit ratio,MISCR)指标,并结合新能源短路电流幅值和相位随机端电压变化的特性(以下简称“幅相特性”),提出多馈入暂态短路比(multi-infeed transient short circuit ratio,MITSCR)指标;其次,根据国家标准的要求分析以双馈风机(doubly-fed induction generator,DFIG)为代表的新能源在不同控制模式下的幅相特性,并通过MITSCR指标分析DFIG接入对MIDC系统节点电压支撑能力影响;最后,利用PSACD/EMTDC软件进行时域仿真分析,结果表明,MITSCR指标能有效表征节点的电压支撑能力,验证了该指标的有效性与优越性。

渐进阶梯式电子线路CAD实践课程改革

该文以汉口学院电子信息工程学院的电子线路CAD实践教学课程改革为例,介绍了近年来学院相关专业以提升学生创新实践能力为引领,采用渐进阶梯式方法对电子线路CAD课程的实践教学部分进行6大教学阶段和4大实践环节划分的举措。各阶段和环节之间渐进提升,在不断满足学生成就感的基础上激发学生向下一阶段探索的内生驱动力,在提高学生实践能力的同时,培养了学生的项目意识、团队意识以及独立思考、分析和解决问题等多方面能力。实践表明,该课程改革在提升实践教学质量上是一次成功尝试,有效提高了人才培养质量。

基于磁流体动力学的无极性低压直流断路器电弧仿真及性能优化

针对传统低压直流断路器,电流反向时磁场单向会导致其灭弧能力减弱的问题,建立基于COMSOL无极性低压直流断路器电弧仿真模型。分析在电流反向下无极性低压直流断路器的电弧运动,研究磁场和电流对无极性低压直流断路器灭弧能力的影响。仿真结果表明,无极性低压直流断路器可以消除电流反向对电弧运动的阻碍作用,并在240 mT和16 A下灭弧能力最强。仿真结果和实验结果相吻合,无极性低压直流断路器的灭弧能力在恰当的磁场灭弧能力最强,电流越小灭弧能力最强,变化规律与试验结果一致。

以问题为引导的电路与模电实验教学改革研究

电路与模拟电子技术实验教学是实践应用型人才培养的重要环节,能够提高实践应用能力,满足工程教育专业认证要求,培养学生多角度思考解决复杂工程问题的能力。文章结合课程实验教学改革的过程,阐述课程以问题为引导的实验教学环节的实施过程,通过调查问卷和期末试卷中实验类题目答题情况和教师教学反馈,对教学效果进行初步分析。实践证明,电路与模拟电子技术的实验教学改革能帮助学生提高实验的学习效果,培养学生的主动思考、自主学习能力和解决复杂工程问题的能力。

以创新实践能力提升为导向的电路综合实验教学体系改革

电路综合实验是电路基础课程的实践环节,对培养学生创新实践能力起着重要的作用,有助于学生对理论知识的加深理解和拓展知识面。目前,电路综合实验存在教学资源单一、实验内容无梯度等问题,无法满足学生需求。为解决此类问题,利用多元化的教学工具和平台,通过网络、信息化的方法,建立“上下分层—虚实结合—综合拓展—多元评价”的电路综合实验教学体系,增加虚拟仿真与实操结合的综合设计型实验,采用线上线下互动探讨,提升学生内在学习动力,增强创新实践能力。

以一阶电路暂态分析三要素法为例的理论与实践相结合教学模式探索

以电路课程第三章中的一阶电路暂态分析三要素法教学内容为例,从三要素法的推演过程、三要素法的运用、案例分析三个方面阐述知识到能力现地转化的电路课程教学模式的具体实施过程。该模式的特点是通过引入军事装备电路案例架起理论与实践之间沟通的桥梁,蕴含从知识讲授向知识应用的过程转化,让学员在课堂内就能做到所学必有所用。同时,在教学过程中始终贯彻思维驱动和情感目标培养。

低功耗全天候边海防监控系统硬件电路设计

边海防是国家安全的战略防线,是维护国家根本利益的安全屏障。近年来,我国经济社会的发展和国内外的安全环境都发生着巨大变化,边境与沿海地区日益成为内外矛盾和利益的交汇地带,但是边防区域地理位置复杂、边境线漫长,无人值守边防站、出入境口岸等边境监控重点区域分布广、与监控中心距离远,且微波、雷达等周界防护手段受限于自然天气,对边海防地区的安全管理造成极大影响。因此,该文旨在设计一款超低功耗、低成本、分布式且全天候远距离边海防监控系统,适用于对无人区、边境区等点多线长面广的区域进行长期监控,可全面提升边海防管控能力。

基于行动导向“电路仿真与制作”教学设计

重视学生动手能力的培养已经成为高等职业教育的一种必然。本文以“电路仿真与制作”专业核心课程建设为案例,采用行动导向教学法,以竞赛的赛题与知识点的融合,作为课程的教学内容,以竞赛的模式激起学生的积极性。通过对教学目标、课程内容和教学方式的实践,学生可以体会学习过程、研讨学习内容、明确学习目标、反思学习成果,让学生从“我要学”的出发点主动进行学习,掌握所需的知识与能力。

理工科学员的复杂控制系统电路图识图能力培养研究

通过培养学员对控制系统电路图的识图能力,使学员能够结合电路图分析控制系统的工作原理,从而提高对控制系统使用维护保养和故障诊断的能力。针对控制系统电路图的固有特点,以及学员识图能力弱的客观实际,遵循“以练代教、以练促学”的教学理念,精讲多练,培养学员冷静应对、独立思考、学以致用的能力,学会将电路的理论知识融入控制系统电路图的识图实践之中,通过电路图分析训练提高学员的动手实践能力,养成规范的识图意识。

工程认证背景下电子信息类实践教学工程能力培养改革与探索——以汽车电子综合实训A为例

汽车电子综合实训A课程是以硬件电路设计、仿真和软件程序设计为主要内容的综合性实践教学,旨在逐步培养学生的工程实践能力,培养出满足行业需求的工程型人才。针对本校电子信息类专业以往实践教学中存在的问题,并结合汽车电子综合实训A课程在本专业实践教学中的地位,对汽车电子综合实训A课程实践教学内容做出相应改进。内容上设置电路设计与仿真和课程综合实训实物制作环节,让学生熟悉电子产品从电路设计到软件设计整个过程,另外在建设学生自主创新实验室和学科竞赛——实践教学融合等方面积极创新,增强学生创新意识。通过教学改革,汽车电子综合实训类系列实践课程教学效果明显提高,学生在学科竞赛中也取得了较好的成绩。

基于神经网络算法的植保无人机硬件电路设计

针对现有的植保无人机操控较为复杂的现状,基于神经网络算法进行了硬件电路设计。植保无人机的主要组成包括控制结构、承力结构、升力结构和喷洒结构。为了提高多旋翼无人机的性能,采用BP神经网络对其控制系统进行设计,包括建立模型辨识控制器和逆模型控制器,以达到对多旋翼植保机辨识和控制的要求。为了验证该植保无人机的性能,对其进行控制性能和喷药试验。试验结果表明:植保无人机控制系统具有良好的自适应控制能力,喷药过程稳定,能够满足客户要求。

非示范性高校系统能力培养薄弱环节分析与应对

研究部分示范性高校系统能力培养的特点,为解决非示范性高校在系统能力培养过程中普遍存在的师资欠缺、学生基础不牢等问题。并通过问卷调查安徽师范大学计算机专业系统能力培养的薄弱之处,介绍了该校所采取的改革方案,即通过写好书进而教好课,使教学资源建设与教师能力提升互相促进。统计数据表明,其对于学生系统能力培养产生了明显效果,学生成绩提升显著。

500 kV在运主变压器抗短路电流能力不足的治理方案

针对500 kV长寿变电站主变抗短路电流能力不足的问题,分析主变抗短路电流能力提升的不同方法。分析限流电抗器阻抗值确定的原则,结合站内电气布置,采用在主变低压侧汇流前加装干式限流电抗器,结合低压侧连接导体绝缘化的处理方案。仿真计算表明加装限流电抗器后,低压侧电压波动不影响站内设备运行,无功补偿容量小幅偏差的影响可控。结果表明:该方案为一种经济而可靠的主变抗短路能力不足治理方案。

微型断路器短路分断能力改进研究

开展微型断路器灭弧失效分析及性能优化研究。在分析微型断路器灭弧失效的基础上,提出优化设计方案,建立微型断路器失效仿真模型,分析并给出模型关键优化参数,对提出的改进设计方案进行仿真分析,得出优化设计方案。通过对优化前、后的微型断路器样品进行试验对比,优化后的分断时间和燃弧时间均显著减少,焦耳积分明显降低。试验结果与仿真结果相符,表明该优化设计方案可提升微型断路器短路分断能力,有效提高微型断路器的可靠性、安全性和稳定性。

船用接触器与熔断器的协调配合能力研究

接触器与短路保护电器(SCPD)的协调配合能力是开关电器的重要性能参数。本文首先计算得到直流熔断器的截流值Ic和全分断时间tt两个重要参数。基于上述参数,确定了直流接触器的触头结构及触头弹簧的力值,然后基于虚功原理采用ANSYSMAXWELL软件计算并提取每片动触头所受的回路电动力;基于数学离散方法采用MATLAB软件编程,求解出动触头的霍尔姆(Holm)力,然后通过合力的计算证明接触器动触头不会被斥开。同时,结合触头的温升仿真分析结果,论证了直流接触器与直流熔断器具备协调配合能力。本文最终通过样机的实际试验,证明了设计方案合理及仿真计算准确。

功率MOSFET高速驱动电路的研究

基于特定情况下对驱动电路特殊的要求 ,介绍了一种输出电流大、带负载能力强的MOSFET高速驱动电路。对电路的工作特性进行了详细的讨论 ,并给出了不同频率下该电路的实验结果。