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【關鍵詞】電子設計大賽 大賽平臺 模擬競賽
一、引言
“全國大學生電子設計競賽”是我國教育部提出的一種競賽活動。競賽面對全體在校大學生開放,其目的是為了提高大學生電子設計方面的動手能力,加速高校信息與電子科技專業(yè)的課程變革。這一活動的主要特點是:緊密結合高校信息與電子專業(yè)的內容,帶動高校課程變革和實驗室的建設。但是,隨著活動的開展,大學生身上的很多問題也逐漸顯現(xiàn)出來。例如大學生基本知識不夠全面,參賽準備工作做的不好,設計作品缺乏新意,設計理念和比賽要求有出入等,這些都會導致參賽學生在比賽中失利。本文的平臺設計正是在這種背景下提出的,其目的是為了整合學校的專業(yè)課程設置,提高學生的實踐動手能力,加速電子電路模塊的建設。有了這樣的平臺,學生可以很好的鞏固學過的知識,提高自身的創(chuàng)新能力,大大提高自己的作品在競賽中的競爭力,最終在競賽中脫穎而出,獲得評委的認可。
二、現(xiàn)狀
大學生電子設計大賽的舉辦目的主要是為了考察學生把理論轉化為實踐的能力。所以,在競賽中學生需要綜合利用課程中學習到的知識,團結同伴,搜集設計需要的資料并對這些資料進行處理。從94年第一界大學生電子設計大賽舉辦至今,這一比賽已經舉辦了11界。從第8界開始,這一比賽開始分組進行:高校組和本科組。而本文研究的主要是高校組。這一比賽的現(xiàn)狀是:比賽項目主要有電子開關類、儀器儀表類、數據收集整理類等。學生在比賽過程中出現(xiàn)的問題逐漸顯露了我國高校在教育過程中存在的問題:當前高校更加注重對學生技能的培養(yǎng),導致學生學習的知識缺少一定的系統(tǒng)性。學生對理論知識的理解過于呆板,不能完成實踐過程中的靈活運用。
三、對策
(一)因材施教,鼓勵創(chuàng)新,強化課程體系
由于學生來源不同,高校在校生的素質有很大的差距。在教育資源多樣化的今天,我們提倡因材施教,實施差異化教學。針對電子技術過硬的學生,我們可以提出更高的要求,提升他們的動手能力;而在電子技術和電子CAD技術等方面知識比較豐富、思維比較活躍的學生,可以讓他們跳過日常實驗,給他們安排難度較高或者是讓他們自己選擇實驗課題,學校為他們提供實驗器材的支持。對實驗中成績突出的,學??梢钥紤]以不同形式給予獎勵。同時,學校也要對開設的課程進行整合。特別是一些基礎課程,比如數字電路、單片機等,這些課程都是電子設計專業(yè)的基礎課程,和學生的理論基礎有很大關系。所以,在教授這些課程的時候,教師要注重教學方法的改革;在實驗教學的過程中,要做到理論和實踐相結合,在理論知識結束之后對學生的實踐動手能力給予提高。
(二)鼓勵個性化發(fā)展的同時培養(yǎng)團隊合作能力
當今社會,知識更新?lián)Q代非常快。個人能力再突出,也會存在一定的知識缺陷。所以,面對一項系統(tǒng)的工程,我們必須要組建團隊,依靠團體的力量。“大學生電子設計大賽”的比賽設計時間是四天三夜。參賽人員需要在要求時間內完成參賽作品從設計到調試的一系列工作。這全部的工作要一個人完成是不可能的。所以,就要組織多位學生,根據他們的特長,對他們進行合理的分工。作品設計、作品制作、作品調試,文案寫作都有明確的人員跟進。這樣合理分工之后,才能把團隊工作的效率最大化。在分工合作的過程中,不但學生的特長得到了發(fā)揮,學生的團結能力也得到了鍛煉。
(三)建立開放的現(xiàn)代電子創(chuàng)新設計實驗室
為了增加學生的動手能力和設計創(chuàng)新能力,增加實驗室的設備并對相應的學生開放是必不可少的。對于學生來說,很多的想法都需要進行相應的實驗,這些想法才有存在的意義。從這個角度來說,增加學校實驗室的現(xiàn)代化設備、并對有實驗需求的學生開放是提高學生實驗創(chuàng)新能力的必由之路。
(四)以電路單元模塊和歷年的案例培訓
由于比賽的時間非常短,所以做好賽前準備工作就顯得非常重要。任何電子器件都是由一些電路單元構成的。假如在比賽前準備的電路單元可以在比賽中派上用場,那么無疑可以節(jié)省不少時間,讓參賽人員把主要精力放在提高作品的性能上,讓自己的作品更加的優(yōu)秀。而想要讓比賽前的準備工作做的充分,就要在一些最常見的模塊上做功夫,因為常見的模塊一般都是一些基礎的模塊。在任何的電子器件設計中都有用武之地。比如,A/D和D/A模塊,傳感器檢測電路等。同時,拆分一些典型的電子原件,讓學生對這些電子原件有充分的認知,可以對他們進行熟練的拆分與組裝。對往年參賽的作品進行詳細的觀摩和分析。這些內容網絡上一般都有,學生非常容易就能夠找到。那些成功的作品往往都是智慧的結晶。教師可以根據整理好的這些作品的資料,模擬比賽現(xiàn)場,對學生進行初步的選拔。同時,教師也可以通過這樣的模擬,增加對學生的鍛煉,減輕學生對比賽恐懼感。大學生電子大賽平臺對學生來說是一項非常有意義的設計。不但可以提高學生的實踐能力,而且可以鍛煉學生的團結能力,同時還可以增強學生的心理承受能力??傊?,對學生來說是一舉多得。而在大賽前對學生進行培訓,不但可以提高學生在比賽中勝出的幾率,而且可以增加學生學習生活的趣味性,提高學生學習過程中的積極性和主動性。通過,電子大賽的種種福利也可以增加其他學生進行實驗設計的動力,在學生中形成一股設計的潮流。
四、結論
通過大學生電子設計大賽,不但能鍛煉學生的動手能力,而且可以提高學生整合資料的能力,提升學生的團結精神。同時,經過這樣的比賽,教師的教學能力也會有一定程度的提升。所以,建立一個針對大學生電子設計大賽的電子競技平臺,對教師和學生進行鍛煉,不但可以提高學生的創(chuàng)新能力,幫助學生獲得更多的獎項,而且也可以優(yōu)化學校的課程設置,讓競賽帶動學校的課程改革,以課程變革推動競賽發(fā)展,形成這樣一個良性循環(huán)。這才是學校建立電子大賽競技平臺的最終目的。
參考文獻:
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關鍵詞:電子技術;基礎課程;計算機應用
隨著經濟和科技的快速發(fā)展,并且可以說是突飛猛進的發(fā)展與進步。如今的時代已是網絡化信息時代,計算機不但在生活中得以應用,在教學的課程中也得以應用;計算機的應用已經成為一個國家在當今社會中能否實現(xiàn)經濟發(fā)展的重要標志。
1強化以計算機為基礎的多媒體教學方式
應用以計算機為基礎的多媒體教學能起到良好的交互性作用,學生在課堂不像以往的那樣,只是聽老師在講臺上滔滔不絕的講授有關的知識,在遇到問題時也只能是老師通過理解然后講授給學生聽,使學生有一種云山霧罩的感覺。如果讓電子技術基礎教學課程與計算機進行有效的結合,就可以避免這樣的情況發(fā)生,也可以使學生通過切身體會,去理解該課程所講的主要內容。如在將有關半導體制作的晶體管其內部載流子運動,以及分配過程等課程內容時,由于載流子的運動是看不清摸不著非常的抽象,而且講起來是枯燥無味,學生會不僅會感到很難而且也搞不懂,教師在講解的過程中也很難講明白,因此,學生也就會很難接受其晶體管在其內部載流子流動的情況到底怎樣、分配的規(guī)律進而進行放大的原理是該怎樣理解。如果在進行教學的過程中應用多媒體進行教學,學生不僅可以知道載流子的運動情況是怎樣的,還可以通過客觀的觀看視頻對分配的原理也有很好的理解,那么老師就可以輕松教學學生也能聽得明白[1]。
2應用靈活的方式進行教學
電子技術基礎是一門實踐性很強的專業(yè)基礎課,如果只是通過老師在課堂上的講解學生就可以很好的汲取有關課程的內容,那么是一定不能夠達到預期的目標和學習效果,不僅學生感到了無生趣,而且學習興趣和積極性都難以被調動起來。因此,在進行教學的過程中要改變以往只是講解理論知識與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象,只有因為理論與實踐相結合才可以很好的完成教學的目的。
因此實驗與理論可以說是相輔相成,實驗是為了驗證理論的弊端,理論也要通過不斷的驗證;面對當今社會的發(fā)展需求就一定要改變以往的傳統(tǒng)模式的教學方式,要理論與實踐能夠相互有效的結合,如在物理學中自由落體,物體從高空掉下是不受質量的影響,但是根據生活中的經驗是完全想不通的,要在真空中才可以,如果不走進實驗室那么就永遠會存在困惑;電路原理只是聽老師講大概能聽懂,可是沒有通過實驗驗證心中還是會產生疑惑。
大思想家孔夫子說過“傳道受業(yè)解惑”沒有通過實踐的驗證總是充滿疑問,面對種種,要使用電子技術與計算機來解開疑惑,這樣不僅可以使學生能夠有很好的汲取有關課堂的知識文化,還可以使學生不在僅有空洞的想象。走進實驗室學生不僅可以通過繪制圖,再按照原理進行試驗然后得到驗證的這樣一個過程,還可以使老師的講課過程更加的生動有趣,從而可以有效的激發(fā)學生對學習產生濃厚的興趣,要從根本上改變該課程的抽象,了無生趣,難以搞懂的情況發(fā)生。
再如在講授各種基本單元電路以及應用時,在實驗室學生可以嘗試著通過動手去連接有關的線路,真正的理解課程中原理是否正確,雖然原理都是通過科學家的不斷論證得出的結果,但是還是要保持提出問題論證問題的態(tài)度,這樣學生通過對電路圖的理解和各種線路圖的搭建和焊接,從實驗的過程中歸納總結[2]。
3講究教學手段
隨著計算機技術在電子設計自動化方面的快速發(fā)展,相關的軟件不斷的更新和完善,各種各樣的主流軟件的逐步形成而同步發(fā)生
改革[3]。在當代電子設計的領域中,EDA技術已經成為電子系統(tǒng)設計的主要方式,衡量一個國家電子技術發(fā)展的水平EDA技術已然成為一種重要的標志,IT行業(yè)的有關工作者如果沒有掌握EDA技術在一定色程度上足以說明其不具備從事這方面職業(yè)的資格,因此,針對這樣的情況要在電子技術基礎教學的課程中與計算機的緊密結合是處在勢在必行的趨勢,要通過電子基礎教學來徹底的改變傳統(tǒng)口頭的教學方式,要對EDA技術多加以利用。這樣可以有效的避免在學習基本電路,和更為復雜電路原理使所使用死記硬背的方式,以及對面包板或印制板焊接組裝的利用等,在進行實踐教學時所應用到的人力、物理以及時間方面的浪費,還有對電路性能分析做出失誤的判斷等各種因素,以此來獲得最好的教學效果,這樣出可以滿足當今科技社會發(fā)展的需要。
全國大學生電子設計競賽由教育部高等教育司和信息產業(yè)部人事司主辦。競賽要求參賽者在規(guī)定的4天時間里,在競賽組委會派出的專家全程監(jiān)控下,3人一組完成題目選擇、方案論證、電路設計、電路安裝、軟件設計、系統(tǒng)調試和論文寫作等一系列工作。全國大學生電子設計競賽試題實用性強、綜合性強、技術水平發(fā)揮余地大。所涉及的電子信息類專業(yè)的課程包括電路分析、高頻電路、數字電路、模擬電路、單片機原理、EDA、電子測量等;實踐性教學環(huán)節(jié)包括電子線路實驗課、單片機原理實驗課、課程設計和生產實習等;可選用的器件包括分立元件、集成電路、可編程邏輯器件和單片機等;設計手段可以采用傳統(tǒng)的,也可以采用現(xiàn)代電子設計工具,如Pspice輔助分析和CPLD在系統(tǒng)可編程。電子設計競賽試題既反映了電子技術發(fā)展的先進水平,又引導高校在教學改革中應注重培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新設計能力。
一、課程體系改革
課堂教學和實驗教學是相輔相成的,是學生學習與掌握知識的重要手段。學生在大學期間的學習,是一個認識、實踐、再認識、再實踐的過程。就認識而言,可以在課堂上認識,也可以在實驗室里認識;而就實踐而言,也同樣可以在課堂上實踐。主課程設置上可作如下安排:(1)一年級下學期開設《電路分析》課程并安排實驗課,讓學生掌握基本的分析電路和設計電路的知識;(2)二年級上學期開設《電子技術基礎》課程并安排實驗課,在學期末進行兩周的電子技術基礎課程設計,讓學生掌握模擬電路和數字電路的分析和設計知識,鍛煉工程實踐能力,使學生對電子專業(yè)產生濃厚的興趣;(3)二年級下學期開設《高頻電路》《EDA》和《電子電路設計(Protel)》課程并安排實驗,培養(yǎng)學生利用計算機設計電路的能力;(4)三年級上學期開設《單片機原理與接口技術》和《傳感器原理與應用》兩門課程并安排實驗,在學期末進行兩周的單片機課程設計,讓學生制作一個簡單實用的電子產品,充分調動學生的積極性,在設計過程中初步掌握程序編制及單片機電路的設計方法,了解電子產品的開發(fā)過程;(5)三年級下學期開設《電子測量》和《單片機應用設計》選修課,以單片機為控制核心并結合數字電路和模擬電路設計多個電子產品,使學生熟練掌握程序編制及單片機電路設計方法,熟練掌握各種儀器的使用方法,初步具備獨立開發(fā)電子產品的能力,為電子設計競賽培養(yǎng)后備人才。
大學生電子設計競賽分為全國性比賽和省級比賽,都是每兩年舉辦一次,單數年份為全國性比賽,雙數年份為省級比賽,通常在九月初舉行。參加競賽的同學主要為大三的學生,參賽前已系統(tǒng)地完成電子線路理論課和實驗課的學習,并掌握了一部分單片機和大規(guī)??删幊踢壿嬈骷玫闹R,具有一定的理論基礎和動手能力。但是,由于所學各門課程比較獨立,同學們普遍缺乏解決實際工程問題和設計制作較大規(guī)模應用電路的工作經驗。因此,在電子設計競賽前的暑假,需要對參賽隊員進行培訓。由于學生已經在《單片機應用設計》選修課中得到鍛煉,培訓可以在此基礎上進行。重點提高學生分析和解決問題的能力、設計制作較大規(guī)模應用電路的工作經驗和多學科知識的綜合應用能力。在培訓過程中仿照競賽要求將同學分組,從較簡單的應用電路開始,要求每組學生完成數個難度遞增的實驗電路設計、制作與調試,并寫出詳細總結報告。在制作每個電路的訓練過程中,鼓勵學生用不同的方案實現(xiàn),培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
二、師資隊伍建設
現(xiàn)行教育體制目前還存在一些問題,重知識傳授而輕素質與能力的培養(yǎng),重理論研究而輕實踐環(huán)節(jié)的訓練,重對傳統(tǒng)的繼承而輕對現(xiàn)狀的突破和創(chuàng)新。認為實驗課只是一個輔助環(huán)節(jié),實驗課的老師可以隨意配備,任課老師只要會示波器、信號源和穩(wěn)壓電源等簡單儀表的使用就可勝任實驗課的教學任務,這種觀點是片面的。實驗課不單純是讓學生學會儀表的使用,學會測量幾個實驗數據,更重要的是要幫助他們樹立一種系統(tǒng)觀念、培養(yǎng)他們系統(tǒng)分析問題、解決問題的能力,提高工程實踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新精神。這些不僅要求任課老師有深厚的理論基礎,而且還要有較高的業(yè)務能力。為此,實驗課應該配備一支綜合素質高、業(yè)務能力強的實驗教師隊伍。我國現(xiàn)行高等院校大部分實驗教師是青年教師,他們理論基礎較好,但實踐經驗缺乏。為了提高教學效果,一方面他們可以向有經驗的老教師學習;另一方面,可以到電子企業(yè)考察學習,從實際的工作中獲取實踐經驗。
三、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力
全國大學生電子設計大賽對學生專業(yè)能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有積極的促進作用。本文主要針對傳統(tǒng)教學模式下模擬電子技術課程存在的主要問題,以電子設計大賽為導向,全面促進模擬電子技術課程教學內容、教學手段以及實踐教學的改革,培養(yǎng)出適合社會需求的高素質應用型人才。
【關鍵詞】
電子設計大賽;模擬電子技術;教學改革
近年來,隨著高等教育的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的教學模式暴露出的問題不容忽視,培養(yǎng)出符合現(xiàn)代社會需要的高素質應用型人才是當前高等教育的首要任務,而以競賽為依托,促進課程改革是提高人才質量的一個有效途徑。本文將在全國大學生電子設計大賽的基礎上,全面推動模擬電子技術課程的教學改革。
一、電子設計大賽對《模擬電子技術》課程改革的推動作用
全國大學生電子設計大賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,目的在于推動電子類學科課程體系和課程內容的改革。自1997年開賽以來,電子設計大賽便受到廣泛關注,影響力不斷擴大,目前已經成為評價高等院校教學水平的一項重要指標,這充分調動了各個參賽院校及教師改善現(xiàn)有教學模式的積極性。在歷年競賽題目中,涉及模擬電子技術課程知識是最多的,因此,充分掌握模擬電子技術相關知識是參加電子設計大賽的前提。本文以全國大學生電子設計大賽為契機,以全面提高學生應用能力和創(chuàng)新能力為目標,對模擬電子技術課程改革進行研究。
二、《模擬電子技術》課程存在的主要問題
模擬電子技術是電子類專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎課,具有很強的理論性、實踐性和綜合性,同時,該課程較為抽象,內容多,學時相對較少,學生學習起來有一定難度。在傳統(tǒng)的教學模式下,模擬電子技術課程學習存在如下主要問題。
(一)理論與實踐脫節(jié)。在傳統(tǒng)的教學模式中,學生獲得知識的主要形式是教師課堂講授,大多屬于理論方面的抽象概念,很少涉及具體知識應用。另外,現(xiàn)有的實驗項目也大多集中在理論知識驗證方面,很少有貼近實際生產應用的實驗項目,學生即使學會理論也不會運用,造成理論脫離實際的現(xiàn)狀。
(二)教學手段單一。目前在教學過程中所采用的教學方法大多數還是以教師講授為主體的形式,學生很少參于其中,忽略了學生在課堂中的主體作用。以講授理論知識為主體的課堂教學會導致學生的學習興趣不高,內驅力不足,學生只為應付考試而學習,嚴重影響學習效果。
(三)教學內容滯后。當今,電子技術飛速發(fā)展,新型電子器件的產生也是層出不窮,而模擬電子技術課堂所學內容與實際應用有很大差距,導致學生不能及時接觸新技術及新知識,學習內容過于陳舊,制約了學生創(chuàng)新能力的發(fā)展,不適合當前社會對新技術人才的需求。
三、電子設計大賽導向下《模擬電子技術》理論課程的改革
針對當前教育模式下模擬電子技術課程存在的問題,以全國大學生電子設計大賽為導向,對模擬電子技術理論課程作出改革。
(一)改革教學內容。模擬電子技術課程教學內容要體現(xiàn)出實用性、全面性,要讓學生在課堂中所學到的知識能夠與實際應用電路聯(lián)系起來。結合全國大學生電子設計大賽注重知識的綜合應用的特點,對模擬電子技術教學內容進行改革。一是將整體教學內容模塊化:半導體模塊,集成運放模塊,功率放大模塊及直流穩(wěn)壓電源模塊。二是弱化對于器件內部結構的講解,加強外部應用特性介紹,并增加常見集成電路的應用。在教學過程中,適當結合競賽中實際題目引導學生將所學知識應用到實際電路,這樣既有助于電子設計競賽培訓,又能有助于學生對于知識的理解和運用。三是在教學內容方面,要不斷更新,不能局限于課本的知識,要根據新技術的發(fā)展,把新知識引入到課堂教學中。
(二)完善教學手段。在改革教學內容的基礎上還要完善教學手段,電子設計大賽對參賽學生的自主能力和創(chuàng)新能力有很高要求,因此,不能采用傳統(tǒng)的填鴨式教學,應在課堂中采用多種教學手段相結合的形式來激發(fā)學生的學習熱情,培養(yǎng)學生獨立獲取知識的能力。在教學過程中,可充分借助多媒體,通過動畫、視頻、元件展示等將課程中重點難點問題進行演示和講解,例如采用多媒體動態(tài)演示晶體管以及場效應管工作原理,生動形象,激發(fā)學生興趣,同時也便于學生理解記憶,提高課堂效率。同時,課堂上要善于利用任務驅動的形式引導學生積極探索,自主發(fā)現(xiàn)問題,并于團隊學習等互動過程中進行知識和能力的交融與構建。此外,配合啟發(fā)式、討論法、項目教學等多種教學方法共同營造以學生為中心,教師為主導的教學形式,通過有效的課堂教學方法激發(fā)學生的學習興趣,并且引導學生獨立思考,使學生由原來的被動學習轉換為積極主動探索,提高整體教學質量。
四、大學生電子設計大賽導向下《模擬電子技術》實踐環(huán)節(jié)的改革
全國大學生電子設計大賽注重考察學生的專業(yè)知識能力和綜合實驗技能,這為模擬電子技術的實踐教學改革提供了良好機會。為此,以大賽為依托,對模擬電子技術實踐環(huán)節(jié)進行完善和強化。
(一)優(yōu)化實驗環(huán)節(jié),突出創(chuàng)新能力。模擬電子技術是一門實踐性比較強的課程,實驗課對整個課程的學習至關重要。為適應電子設計大賽要求,要改變模擬電子技術實驗教學內容以驗證性實驗為主的傳統(tǒng)模式,增大設計性和綜合應用性實驗比例,使學生在掌握基本實驗方法基礎上,自主研究、設計實驗項目,這樣有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。同時,將仿真軟件Multisim引入到實驗教學中,學生可以在課余時間進行學習,包括電路設計,元件選型,參數設計等過程,讓學生體會不同元器件選擇對電路產生的影響。此外,要為學生提供自主探究的平臺,實驗室要定期補充更新實驗器材,同時實行開放式管理,學生根據需要在實驗室進行訓練學習,實驗教師定期進行指導,為學生研究學習提供各方面支持。
(二)提高學習興趣,開展競賽活動。通過定期開展電子競賽活動激發(fā)學生學習模擬電子技術的興趣,競賽模式充分借鑒全國大學生電子設計大賽的命題特點,題目可有針對性地參照往年的競賽題目,設置基本要求和自主發(fā)揮兩個層次。積極鼓勵學生參與競賽,成立參賽小組。從設計方案,元器件選擇到裝配制作,完全由學生配合完成,教師負責引導答疑,充分發(fā)揮學生的主動性。同時,組織成立電子興趣小組,開展知識講座,了解行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,分享優(yōu)秀的網絡資源,學習新型芯片,以此拓展學生視野,營造良好的學習氛圍。通過競賽活動,學生能夠切實感受理論知識在實際中的應用,真正提高學生自主學習能力和動手實踐能力,同時也培養(yǎng)了學生團隊責任感,達到全面提高學生素質能力的目的。
五、結語
培養(yǎng)應用型人才是社會發(fā)展的需求,在此背景下,大學生電子設計大賽成為推進高校課程改革的一種有效手段,為課程改革注入了新活力。本文以電子設計大賽為導向,對模擬電子技術教學內容、教學手段及實踐環(huán)節(jié)進行改革研究。當然,電子技術還將繼續(xù)發(fā)展,要堅持以電子設計大賽為契機,不斷總結,積累經驗,進一步提高人才培養(yǎng)質量,構建出適合于培養(yǎng)應用型人才的模擬電子技術教學模式。
作者:孟顯嬌 王賽男 單位:沈陽科技學院
【參考文獻】
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關鍵詞 電子信息工程專業(yè) 課程體系 計算機教育
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A
0前言
近年來,國家調整了信息產業(yè)發(fā)展政策,強化了信息產業(yè)的地位,使我國電子信息產業(yè)以高于經濟增速兩倍左右的速度快速發(fā)展,產業(yè)前景十分廣闊。如何以國家信息產業(yè)發(fā)展政策為指針,圍繞我國信息產業(yè)發(fā)展規(guī)劃,從理論和實踐兩方面,研究電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式、教育技術創(chuàng)新模式、課程體系及教學內容改革等方面問題,是新形勢下一項緊迫任務,對促進我國信息產業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展,將產生重大影響。
1電子信息工程專業(yè)對計算機能力的要求
計算機技術的發(fā)展已使得計算機技術成為各學科專業(yè)不可缺少的工具和重要組成部分,其中電子信息工程專業(yè)與計算機技術聯(lián)系最為緊密。電子信息工程是一門應用計算機等現(xiàn)代化技術進行電子信息控制和信息處理的學科,主要研究信息的獲取與處理,電子設備與信息系統(tǒng)的設計、開發(fā)、應用和集成,對學生使用計算機的能力、利用軟件和硬件技術開發(fā)應用計算機技術的綜合能力要求很高,其本科教育中計算機基礎教育的基本任務就是培養(yǎng)學生操作使用計算機的能力和開發(fā)應用計算機的軟件設計能力。
2現(xiàn)代計算機課程與專業(yè)課程的融合
現(xiàn)代計算機技術的發(fā)展,有力推動了電子信息技術的快速發(fā)展。同時,計算機理論與技術相關理念也滲入電子信息工程專業(yè)的基礎和專業(yè)課程內容中,對電子信息工程專業(yè)的教學產生重要影響,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)電子信息技術中需要很多的變換和數據處理,采用的算法是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的重要環(huán)節(jié),如快速傅氏算法、離散余弦變換、測量數據的誤差處理與回歸擬合等。在算法實現(xiàn)上,計算機技術具有明顯的優(yōu)勢。軟件技術的快速發(fā)展,使得電子信息領域中的數據運算、數據變換和數據處理都可融入計算機程序中。
(2)在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中,電子信息技術和計算機技術結合十分緊密,并逐步走向融合。同時,計算機技術和微電子技術的緊密結合,使嵌入式計算機系統(tǒng)得到飛速發(fā)展,也使得片上系統(tǒng)SoC(System on Chip)獲得廣泛的應用。
(3)計算機技術的快速發(fā)展,使得計算機技術、數字技術、微電子技術與信息技術、通信技術結合更加緊密,促進了電子設備、信息系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的更新?lián)Q代。以通信系統(tǒng)為例,傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的終端、傳輸和交換這三個子系統(tǒng)的界線不再明顯;通信系統(tǒng)的業(yè)務類型已由通話為主發(fā)展到了傳送語音、數據、傳真及圖像等多媒體的綜合業(yè)務;計算機技術直接決定著通信系統(tǒng)的網絡結構、通信協(xié)議及系統(tǒng)性能,使得通信技術與計算機技術緊密依存和協(xié)調發(fā)展。
(4)計算機仿真技術的快速發(fā)展使得電子線路與通信系統(tǒng)的設計、分析和仿真試驗更加便捷、高效,出現(xiàn)了許多針對不同應用層次的電子設計自動化(EDA)軟件,覆蓋了電子設計的全過程。電子系統(tǒng)的設計已離不開計算機,EDA軟件的地位越來越重要,已成為電子電路教學中的重要組成部分。
3電子信息工程專業(yè)教學中計算機教育應重視的環(huán)節(jié)
3.1明確計算機教育的培養(yǎng)目標
要有效提高電子信息工程專業(yè)學生的計算機能力,必須明確本專業(yè)計算機教育的培養(yǎng)目標,根據計算機技術的發(fā)展特點、本專業(yè)計算機應用的實際情況和對學生專業(yè)計算機應用能力要求,建立完整的電子信息工程專業(yè)計算機能力培養(yǎng)體系,全面提高學生在電子信息技術中計算機應用的能力和創(chuàng)新意識。
3.2注重計算機技術和電子信息工程專業(yè)基礎知識的融合
電子信息技術和計算機技術結合十分緊密,在電子信息工程專業(yè)的專業(yè)基礎課和專業(yè)課程的教學中,計算機的內容雖有獨立性,但在很多情況下已很難將計算機技術單獨分離出來,其和計算機技術結合十分緊密,并逐步走向融合。因此,在電子信息工程專業(yè)的課程設置和課程內容銜接中,必須注意到這種融合性,在專業(yè)基礎課和專業(yè)課的理論及實驗教學中多結合計算機技術。例如,在《信號與系統(tǒng)》、《數字信號處理》等課程實驗中可讓學生自己編程處理,只有這樣才能獲得很好的計算機教學效果。
3.3努力提高師資水平
計算機理論與技術已滲入電子信息工程專業(yè)的基礎和專業(yè)課程內容中,這就要求專業(yè)教師必須具備較高的計算機應用水平,才不致于使專業(yè)課教學與計算機應用脫節(jié)。只有使本專業(yè)教學內容和計算機技術結合起來,才能較好完成計算機在電子信息工程專業(yè)應用層次的教學任務,提高教學質量,使學生達到培養(yǎng)目標。
4結語
電子信息工程專業(yè)的計算機教育,要緊密結合計算機技術的發(fā)展趨勢,體現(xiàn)計算機新理論和技術。同時,要根據本學科領域內計算機應用的實際情況和信息產業(yè)發(fā)展的特點,不斷地充實和更新教學內容,注重計算機基礎課程與本專業(yè)基礎課、專業(yè)課的有機結合,構建合理和優(yōu)化的電子信息工程專業(yè)計算機能力培養(yǎng)體系。
參考文獻
【關鍵詞】模擬電子技術;項目化教學方法;實踐;思考
模擬電子技術基礎在高職電子信息專業(yè)中是一門基礎課程,學生通過對模擬電子技術的學習,能夠對其他的專業(yè)課有理論方面的理解。在高職教育中,教師需要對模擬電子技術基礎的教學方法進行不斷研究和探討,在教學內容和實踐過程中進行思考,這對其他課程的教學工作也有借鑒作用。
1模擬電子技術基礎內容改革
模擬電子技術基礎課程是結合了基礎理論和工程應用這兩方面的一門專業(yè)基礎課程。近年來,隨著以集成技術為代表的半導體技術的發(fā)展,模擬電子技術的市場需求越來越大,涌現(xiàn)出越來越多的技術、理念和方法。但在教學方面,該課程的內容明顯滯后于這個行業(yè)的市場需求發(fā)展,這需要該課程不斷更新、充實,在教學方面實現(xiàn)更多的成果。原有的教學體系方面過于重視理論知識的系統(tǒng)性和完整性,對于理論研究和普及程度過深,而忽視職業(yè)學校學生應該加強教學內容實踐方面的教育?,F(xiàn)在的改革應在內容上精選理論知識,降低理解難度,在了解概念的基礎上,不斷分析概念在實際中的操作和應用,刪除繁瑣的理論推導及部分過時及用處不大的理論知識;在教師的教學過程中,應重視學生對于理論知識的理解,重點落實實踐課程和實驗的教學過程,提高學生動手能力和知識運用能力,學生將所學的理論知識運用到實踐中,不僅能加深對專業(yè)理論知識的理解,而且能豐富和發(fā)展書本上的理論知識,將學到的知識真正變成自己的技能。
2項目化教學方法
2.1理論課時安排
模擬電子技術基礎是高職院校電子信息專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程,是一門學時多、影響面很寬的技術基礎課。電子信息不同子專業(yè)中,對模擬電子技術基礎課的要求程度有所不同,其之后在職業(yè)、崗位上的應用也有所不同,這就要求教學教師方面依據專業(yè)需求程度的不同來安排該課程的學時。在以模擬電子技術基礎作為專業(yè)重要基礎的子專業(yè),學校方面應在項目化教學中對其理論的課時多設置,保證一周三次以上的教學課程,安排不同的實驗內容,編寫不同的教學大綱、計劃和考試大綱,確定相應教學定位等,保證模擬電子技術基礎在理論教學方面課時安排的靈活性,教師應對其專業(yè)需求進行調整,保證教學任務的完成和教學效果的實現(xiàn)。
2.2理論教學和實踐教學協(xié)調統(tǒng)一
在傳統(tǒng)的教學過程中,理論教學由任課教師擔任,實驗方面由專門的實驗課教師擔任,互相之間的聯(lián)系較少,教師之間也不能進行良好的溝通,這導致學生的對于理論課和實驗課所學習的內容不能很好的對應,不能加深對于專業(yè)知識的理解。例如,實驗教學的器材和內容的更新,不能夠和課本上的理論內容相對應,往往實驗過程中的方式方法不能對理論知識進行具體生動的還原,使學生難以明白實驗所驗證的理論;實驗課教師不了解學生對理論知識的掌握情況,在教學進度上會出現(xiàn)超過或者滯后課程教學內容的情況等。為解決這些問題,項目化教學方法提出以項目為單位進行批次教學任務的落實,將理論教學和實驗教學體系統(tǒng)一。每一個項目周期內,實驗課由任課教師承擔,實驗課的內容和教學進度由任課教師安排,根據項目內容掌握進度,并根據學生的學習接受情況靈活調整實驗內容,做到理論和實驗教學協(xié)調統(tǒng)一。
2.3通過電子設計活動強化理論
達到一定的教學效果是教師通過具體的方法實現(xiàn)學生對于理論的掌握,在實驗課上通過教會學生如何應用電子設計的方式理解理論知識,學校提供電路板和電子元件,讓學生動手焊接。讓學生在實驗過程中運用電子元器件的知識分析主要元件的功能,以及這些構成電路的作用。這不僅提高學生的動手能力和對知識的理解能力,還可以挖掘在模擬電子技術有潛質、有天賦的學生,通過相關競賽的開展,一方面鼓勵所有學生參加競賽的勇氣,加深專業(yè)知識理解;另一方面選拔潛質優(yōu)秀的學生去參加高級別的大型電子設計比賽,成績優(yōu)秀的同學還有機會參加國家比賽,在模擬電子技術方面給學生更多的發(fā)展可能。
2.4設計以學生為主體的教學環(huán)節(jié)
在項目化教學中,每學完一個知識點后,教師需要向學生分配一個自主完成的任務。通過生活中的知識應用,學生通過實習、網上查閱資料等手段完成一份報告;并讓學生們進行報告的分享和經驗的互相學習,完成以學生為主體的教學目的。
2.5完善考核方法,提高學生的綜合素質
一般在模擬電子技術課的最后考核中,學生養(yǎng)成靠突擊復習出成績的壞習慣。目前,高職院校的學生質量越來越差,平時學習不認真;學生越來越難管理,教師對學生素質培養(yǎng)處于被動狀態(tài)?,F(xiàn)在,在項目化教學方法的運用中,學校方面在平時成績的考核中添加了考勤、上課表現(xiàn)的積分制度,這就提高了學生在平時學習過程中的緊迫感,降低了考試成績說明一切的考核標準,達到了端正學生學習態(tài)度的目的。為了提高學生學習的積極性,給他們提供一個發(fā)揮潛能的機會,組織他們參加專業(yè)性較強的課外興趣小組制作活動,參加青少年科技創(chuàng)新大賽等。
2.6在學生評價方面實行分層評價
在學生評價中,要從鼓勵角度出發(fā),針對不同層次的學生要采用不同的評價標準,根據不同層次的學生學習水平進行評價,在課堂評價中對于不同層面的學生多表揚鼓勵,少批評,激發(fā)他們的學習興趣。
3教學手段應用
在結合項目化教學方法的前提下,相比于傳統(tǒng)教學手段,教師不得不花費很多的時間進行板書,導致了教學效率的低下,教學內容有限等問題的出現(xiàn)。而采用多媒體教學,教師從大量的板書中解脫出來,制作好課程的演示過程存儲在投影片或計算機內,并且可以反復取出,不斷加深學生印象,從而提高了課堂教學效率。為此,可以將多媒體教學與傳統(tǒng)板書教學結合起來發(fā)揮現(xiàn)代教學技術和傳統(tǒng)教學技法的各自優(yōu)勢,學生也有時間思考和做筆記,為學生打下扎實的理論基礎。對于結構復雜的大規(guī)模集成電路的特性及應用通過多媒體教學能夠將電路清晰的進行演示,幫助學生理順基本理論知識,再利用仿真軟件演示電路的動態(tài)效果,寓教于樂,提高學生的學習興趣,充分發(fā)揮多媒體教學方式的優(yōu)點,達到鞏固基本理論,提升感性認識,適應新的教學方式的目的。
4總結
在高職模擬電子技術基礎教學中,采用項目化管理對教學方法進行創(chuàng)新,不斷的強化我們現(xiàn)有的教學方法,對學生的學習和知識理解進行幫助。通過教學手段的創(chuàng)新和對學生能力的培養(yǎng),能夠提高高職學生對模擬電子技術基礎的學習興趣,為其他專業(yè)課程的學習打下堅實的基礎。
參考文獻
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關鍵詞: 數字系統(tǒng)設計課程群 教學改革 教學成效
現(xiàn)今的時代是信息化的時代,信息化的特征就是對所有信息進行數字化的處理,并由此構成數字系統(tǒng)。所謂數字系統(tǒng),即對數字信息進行傳送、加工、處理的電子設備。一個數字系統(tǒng)既可能是一個小而簡單的,又可能是一個龐大而復雜的系統(tǒng),如:數字鐘是一個數字系統(tǒng),數據采集系統(tǒng)、信息網絡系統(tǒng)也是一個數字系統(tǒng)。隨著電子技術的高速發(fā)展,采用傳統(tǒng)設計手段完成復雜數字系統(tǒng)設計越來越力不從心。以FPGA/CPLD為代表的大規(guī)模集成可編程邏輯器件(PLD)和電子設計自動化(EDA Electronic Design Automation)設計方法,代表著現(xiàn)代數字系統(tǒng)設計的發(fā)展方向。
重慶郵電大學數字系統(tǒng)設計課程群教學團隊從培養(yǎng)能在通信與信息領域從事科學研究、工程設計、設備制造等高級工程技術人才的目的出發(fā),經過多年的實踐和總結,提出了層次型的數字系統(tǒng)設計課程體系,完善了數字系統(tǒng)系列課程內容,理順了課程之間的銜接,提出了數字系統(tǒng)設計系列課程的建設要體現(xiàn)三個特性:理論體系的系統(tǒng)性、學科知識的前沿性和工程實踐的應用性,并已將課程改革寫入專業(yè)的培養(yǎng)方案,在2011年9月獲得重慶市優(yōu)秀教學團隊的稱號。
1.構建系統(tǒng)的課程體系。
教學團隊以現(xiàn)代設計手段和方法為主線,重塑了教學課程體系,構建了以經典數字電路課程教學為基礎,以現(xiàn)代電子技術應用和設計課程教學為提升的理論和實踐教學課程相融合的體系結構,在經典數字電路教學中注重理論體系的邏輯性,在電子技術應用和數字系統(tǒng)設計中強調學科知識的前沿性和工程實踐的應用性。具體層次見圖1。
圖1 數字系統(tǒng)設計課程體系圖
1.1注重數字電路基礎教學,培養(yǎng)學生專業(yè)課程素養(yǎng)。
“數字電路與邏輯設計”是一門重要的專業(yè)基礎課,是關于數字系統(tǒng)經典電路的分析設計方法的課程,因此,課程的教學以構筑學生的知識結構為主線、訓練邏輯思維能力為主體。
針對不同專業(yè)培養(yǎng)要求,數電課程在理論和實驗教學上采取了不同教學方法和手段,如:通信與信息類專業(yè)側重系統(tǒng)級應用,實驗以綜合設計為主;計算機類側重外部邏輯關系和可編程PLD、淡化內部電路原理,實驗以應用為主;自動化類側重控制觀念和電氣特性,重視A/D、D/A內容,實驗以應用控制型為主。
針對我校通信學院和光電學院強化班學生的特點和教學要求,教學團隊開展了數電課程的雙語教學,旨在讓學生提前掌握專業(yè)詞匯,提高閱讀外文文獻和自學現(xiàn)代電子技術的能力。自2005年在光電學院強化班進行試點開始,至今已送出6屆1000多名學生。
1.2強化現(xiàn)代數字系統(tǒng)設計教學,培養(yǎng)學生工程實踐能力。
由“可編程邏輯器件與應用”、“單片機原理與應用”、“電子設計自動化”、“DSP原理與應用”、“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設計”、“電子系統(tǒng)綜合設計與仿真”6門課程構成現(xiàn)代設計方法和理論層次。該層次以培養(yǎng)學生的工程實踐能力為目標,在課程內容的具體設置中,教學團隊提出開放的思路、打破單一課程限制。如:在數字電路實驗教學時間內,有步驟地推進FPGA初級應用訓練(原理圖的設計訓練);在FPGA教學時間內,有目的地聯(lián)系數字信號處理、通信原理等專業(yè)背景課程,強化FPGA在數字系統(tǒng)、通信領域等各方面的應用能力。
其中,“電子系統(tǒng)綜合設計與仿真”為重點建設課程,課程涵蓋知識面廣泛,強調系統(tǒng)綜合性設計。特別根據電子競賽相關內容模塊,添加了電源設計、信號源設計等內容,培養(yǎng)學生綜合運用所學知識進行實用數字系統(tǒng)設計的能力。
2.采取多樣化的教學方法和手段,增強教學效果。
2.1形象、生動的理論教學方法。
通過長期的教學研討,團隊形成了案例教學法、比喻教學法、啟發(fā)教學法、思維訓練法等多種方法綜合使用的教學方法,極大地調動了學生的積極性和興趣。以“數字電路與邏輯設計”課程為例,談談各種教學方法。
2.1.1案例教學法。如數字電路課程教學中,學完組合邏輯與觸發(fā)器后,以三人搶答器為例,先從組合邏輯電路的設計入手,分析其功能,找出其缺陷,再添加觸發(fā)器,改進其功能,增強學生的學習興趣,引發(fā)學生設計電路和改進電路的意識和愿望;在講了組合邏輯電路的競爭冒險之后,以MULTISM為仿真軟件,演示組合邏輯電路競爭冒險的險象及消除方法,要求學生課后查找資料,提交仿真作業(yè);在講完計數器后,以電子鐘設計為例,串講前面所講的譯碼器、計數器、數碼管,極大地調動了學生的興趣。
2.1.2比喻教學法。在講卡諾圖化簡時以“擒賊先擒王”來說明圈圈得越大越好;“不打落水狗”來說明保證每個圈中至少有一個小方格不被重復圈過。
2.1.3啟發(fā)教學法。觸發(fā)器的講解過程中,從RS觸發(fā)器入手,講其特點、優(yōu)點,引導學生發(fā)現(xiàn)其電路的缺點,從而提出改進電路鐘控RS觸發(fā)器,再進一步分析其電路優(yōu)點和缺點,進一步啟發(fā)學生提出改進電路,引出鐘控JK觸發(fā)器、鐘控D觸發(fā)器,進一步引出主從觸發(fā)器。隨著電路一步一步地改進,又會帶來新的問題,引發(fā)學生思考,提高學生的學習興趣。此時,再以人生哲理為例,引發(fā)學生從電子技術的改進過程中思考人生。
2.1.4思維訓練法。在講中規(guī)模計數器設計任意模值的計數器過程中,以畫狀態(tài)轉移圖為工具,引導學生從復位法、置位法及進位輸出置最小數、級聯(lián)等多種方法設計電路,實現(xiàn)學生設計電路的思維訓練,從而完成數字電路時序邏輯電路設計教學任務——任意模制的計數器均可實現(xiàn)。
2.2以自學為主的實驗教學方法。
為了加強學生系統(tǒng)設計能力以及工程實踐能力,團隊經過多年的摸索,對數字系統(tǒng)設計系列課程實驗教學進行了大力度的改革。
2.2.1加大實驗課時,調整理論、實驗課時所占比例。如數字電路與邏輯設計(56學時理論+24學時實驗)、可編程邏輯器件與應用(16學時理論+16學時實驗)、嵌入式系統(tǒng)(16學時理論+16學時實驗)、DSP原理與應用(20學時理論+20學時實驗)、電子系統(tǒng)綜合設計與仿真(30學時理論+26學時實驗)。
2.2.2從2006年開始我們通過中央與地方共建資金、學校撥款、企業(yè)捐助的方式,建立了基礎教學平臺和開放實驗教學基地兩級實驗教學平臺。實驗教學上采取傳統(tǒng)實驗與開放實驗相結合的形式。教師講授基礎入門知識,除必須完成的實驗項目外,學生可以根據自身學習情況自行安排實驗時間、實驗內容。
以“可編程邏輯器件與應用”課程為例,必做實驗包括:QUARTUSⅡ簡介與應用、帶使能端的計數器的設計、數控分頻器的設計等,采用傳統(tǒng)實驗方式,由教師講授基本原理和設計思路,學生按部就班完成。該部分實驗要求學生主動性較少,主要目的在于設計流程、軟件開發(fā)、硬件平臺的掌握。選作實驗包括:基于LPM-ROM的四位乘法器設計、序列檢測器的設計、數碼管掃描顯示電路、硬件電子琴設計、數字頻率計的設計等。學生還可以自行擬定題目,與教師商量后進行。該部分實驗采用開放實驗教學,以學生自主學習為主,強調學生的實踐精神和動手設計能力。
3.日常教學與科技活動有機融合
教學團隊把相關課程與各類課外創(chuàng)新活動結合起來,多渠道促進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
首先,我們從課程學習中選擇優(yōu)秀的學生進行進一步的培訓。建立系統(tǒng)化的現(xiàn)代數字系統(tǒng)設計課程教學體系和開放實驗教學,能夠提升多數學生創(chuàng)新能力和一定的電子設計和應用能力,具有參加各類科技活動最基本的素質。在此基礎上,選拔條件更加出眾的學生進行后續(xù)的集中培訓。
其次,根據各屆競賽的題目和要求修改課程教學內容。例如:在“EDA”、“可編程邏輯器件與應用”等課程會根據的新技術的發(fā)展增加相應的技術講座?!半娮酉到y(tǒng)綜合設計與仿真”為新開設課程,重點在于系統(tǒng)性應用綜合知識,在基本模塊講完后,進行綜合性實際項目的設計,其中就包括精心選擇的各類電子競賽試題。各類科技活動對推動課程教學的各項改革起到了促進作用。
最后,我們與中國電子協(xié)會合作,進行全國電子設計工程師認證培訓。多渠道提升學習動力,營造科技氛圍。
4.建設高水平師資隊伍
我校通過引進、國內外進修培訓,以及采用“以科研促教學”、“以科技競賽促師資隊伍”、“理論實踐教學雙肩挑”的模式,加快教師隊伍的成長,形成了一支以中青年為主,職稱、學歷和知識結構合理的教師隊伍。教學團隊在特色專業(yè)建設,教學方法與手段改革,精品課程建設,教材建設(自編教材12本),自制實驗設備(自行研發(fā)設備6項),尤其是指導學生課外科技活動、組織和參加各種科技競賽等方面取得了很大的成績,具有較強的示范作用。
5.結語
數字系統(tǒng)設計系列課程的教學改革獲得了較大的成功,課堂教學成效得到了顯著的提升,尤其在課外科技競賽方面取得了豐碩的成果。2005年以來,教學團隊教師指導參加全國大學生電子設計競賽,獲得全國一等獎2項、二等獎2項,重慶市一等獎6項、二等獎5項。2008年以來,參加重慶市盛群單片機電子設計大賽,獲得創(chuàng)意獎1項、一等獎3項、二等獎7項、三等獎5項。2010年,參加“高教社&XILINX杯”重慶市大學生電子設計競賽本科組7人獲得二等獎、2人獲得三等獎;參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽,獲得全國二等獎2項、三等獎1項,重慶賽區(qū)一等獎2項。人才的培養(yǎng)是一項系統(tǒng)而艱巨的工程,我們仍需要不斷地探索,尋求如何不斷提升學生的綜合設計能力與實踐能力。
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【關鍵詞】電子綜合設計 實踐能力 創(chuàng)新能力 系統(tǒng)化 教學改革
Abstract: In order to solve the general problems in electronic comprehensive designing course, this paper proposed a new systematic reform scheme including basic courses, comprehensive project designing, evaluation system and integration of information resources for improvement of student?蒺s practical ability and innovative ability.
Key words: electronic comprehensive designing, practical ability, innovative ability, systematism, teaching reform
【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)06-0141-02
電子綜合設計是一門具有極強綜合性的實踐類課程,區(qū)別于一般的課程實驗,它更多地考察學生綜合動手設計能力,需要學生前期具有各類電子技術知識的積累和電子設計自動化工具的使用能力[1]。
1.課程現(xiàn)狀分析:
許多大專院校都開設了電子綜合設計課程,目的是培養(yǎng)學生的綜合動手設計能力,由于各種原因,課程并沒有真正達到預期的效果,總結為以下幾點:
(1)電子綜合設計是電子技術的綜合應用,是各類電子基礎課程的擴展和提升。但目前電子綜合設計課程普遍缺少與基礎類課程的關聯(lián)性,不利于學生對開發(fā)技能的進階學習。
(2)電子綜合設計課程時間周期較長,參與人數較多,學生以小組為單位完成較為復雜的課題設計,需要一大批掌握綜合設計能力的老師全程指導,目前的現(xiàn)狀是大學教師普遍缺乏實踐動手能力,掌握的開發(fā)能力也較為單一,制約了學生創(chuàng)造力的發(fā)展。
(3)電子綜合設計考察的是學生對于各項電子開發(fā)技能的綜合應用,課題的設計應覆蓋更廣知識面。而目前設計的課題很少從綜合的系統(tǒng)設計層面考慮,不能讓學生得到較為全面的鍛煉。
(4)大多數院校多以配套實驗教材作為學生信息資源,實時性較差,很多時候會出現(xiàn)一本實驗教材使用很多年,學生設計完全跟不上電子技術的更新。
2.教學改革方法研究:
2.1 教學改革目標分析
作為一門實踐類課程,需要充分貫徹理論聯(lián)系實際的思想,以學生動手實踐為主體,發(fā)揮學生在教學體系中的主觀能動作用。教學改革從以下三點目標開展:
(1)建立創(chuàng)新的實踐教學結構體系,理論課程和實踐課程有機結合,通過合理安排教學計劃,保持課程教學連貫性,使學生盡可能的掌握多種開發(fā)技能。
(2)將教師隊伍建設和評價體系相結合,以評價體系作為輔助,通過項目開發(fā)、專業(yè)技能的定向培訓等方式培養(yǎng)一批骨干教師,形成一個有層次的教學梯隊。
(3)以激發(fā)學生的自主創(chuàng)新能力為目標[2],開發(fā)涵蓋廣范圍專業(yè)知識,迎合社會技術熱點,具有實用價值的系統(tǒng)性課題;建立電子綜合設計信息數據庫,縮短學習入門時間,讓學生將更多的精力放在創(chuàng)新設計上。
2.2教學改革方法實現(xiàn)
教學改革主要從四個方面實現(xiàn):基礎課程建設改革、實踐項目改革、評價體系改革和信息資源改革。
(1)基礎課程建設改革:綜合各門相關課程的特點,建立各門課程實驗的關聯(lián)性。如前所述,電子綜合設計課程是各門基礎課程設計的擴展和提升,可以將電子綜合設計的內容劃分為多個模塊,根據模塊的不同功能和不同的難度分解在不同的課程設計內容中。在電子綜合設計課程階段,綜合應用各種開發(fā)技能,將每種模塊功能實現(xiàn)提升,同時整合各個模塊完成較大規(guī)模的系統(tǒng)設計。
(2)實踐項目改革:課題的設計結合當前的技術熱點,更能有利于提高學生的興趣,同時也能提升學生以后進入社會的競爭力[3]??紤]到電子綜合設計的難度分配,將整個電子綜合設計分解成兩個教學單元:第一個教學單元完成系統(tǒng)基本功能的設計;第二個教學單元以實現(xiàn)的基本功能為平臺,學生自主實現(xiàn)創(chuàng)新性設計。
(3)評價體系改革:建立雙向評價體系,評價內容包括四個方面的內容:學生對課題的評價、學生對老師教學質量的評價、老師對學生課程完成質量的評價、學生評優(yōu)。根據學生對課題的評價,對課題內容進行更新或者淘汰,有利于課程自身的發(fā)展;學生對于老師教學質量的評價有利于課程教學質量的提升以及教師隊伍的建設;老師對學生的評價及學生評優(yōu)有利于培養(yǎng)學生的競爭意識和優(yōu)化設計能力。
(4)信息資源改革[4]:改變傳統(tǒng)編寫實驗教材的方式,建立信息資源數據庫,將每個課題的相關內容進行整合,包括必要開發(fā)工具及其使用指南等,同時數據庫能夠實現(xiàn)實時更新。學生在進行課題設計的時候能夠通過訪問數據庫查閱所需要的資源,縮短學習入門的時間,提高設計的效率。
3.總結:
本文通過分析電子綜合設計與實踐課程在應用中存在的共性問題,提出一種創(chuàng)新性的改革方案,通過分別對基礎課程建設、實踐項目、評價體系和信息資源進行改革達到提升電子綜合設計課程整體教學質量的目的。
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關鍵詞:獨立學院;電工學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)22-0100-02
一、課程定位
電工學是北京理工大學珠海學院機械與車輛學院(以下簡稱我院)機類各專業(yè)重要的基礎課程。以機械工程專業(yè)為例,學生的《電工學》課程的知識基礎直接影響他們對《工程測試技術》、《單片機原理及應用》、《PLC原理及應用》、《機床電氣控制》等多門主干課程的學習。本課程使學生獲得電氣技術、電子技術較扎實的理論知識,受到較強的基本技能訓練,并較深入地了解電氣工程學科、電子工程學科的發(fā)展歷程和最新動態(tài)。
二、課程的難點
由于現(xiàn)今學生從小學到大學整個階段中基本沒有機會接觸社會和實踐,他們對常用的電氣設備和電子元器件都缺乏基本的認識,使我們在電氣設備和電子元器件的結構、工作原理及應用電路等內容的課堂教學存在困難,教學效果亦難達預期目標。然而,上述內容又是《電工學》課程的關鍵教學內容。另外目前很少有高質量的適合獨立學院學生的專用教材,使得學生對電路定理、定律的應用及電子電路分析計算、電機的結構及原理控制等存在諸多困惑。
三、目前常用的主要教學措施
1.用相機拍攝或網上下載《電工學》課程內容所涉及到的全部常用電機、電器及電子元器件的實物圖片,并放置到相應的教學內容的PPT中。
2.把教材上的電機繼電接觸器控制電路及電子線路的工作原理做成多媒體演示動畫,使枯燥的理論變?yōu)樯鷦拥膱D像,并化解教學難點。
3.本課程隸屬于機電教研室,本教研室定期會組織相關的理論課教師及實驗教師座談,對教學過程中遇到的問題進行溝通,對好的方法進行推廣,相互取長補短,提高教學水平。
4.該課程是面向我院五個專業(yè)的學生開設,本課程組教師保持與所授學生專業(yè)的專業(yè)教師的交流,力所能及地將電工學的基礎理論和學生的專業(yè)知識銜接起來,以適應專業(yè)發(fā)展的需要,使學生能學以致用,提高了教學效果,實現(xiàn)教學目的。
四、理論教學改革研究
電工學課程是一門理論和實踐并重的專業(yè)基礎課程,教學方法手段必須要多樣化才能達到較好的教學目標,在實際的教學過程中要根據電工學內容的需要,采取適合的教學手段,探索在課程教學中培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新意識和動手能力,在電工學理論教學中應用新技術發(fā)展實例,啟發(fā)學生學習課程的積極性和創(chuàng)新意識。
1.建設獨具特色的立體化教學資源。根據課程體系和教學改革的要求及獨立學院學生的實際能力水平,我院組織一線教師編寫了《電工學》的教材并出版,該套教材重點突出電工學課程應用性和先進性,拓寬學生的知識面和科學思維能力。
2.靈活運用板書講授、多媒體講授、示范教學等不同方法和教學手段綜合應用,取得了較好效果。
3.對于基礎理論性的內容,可以采取多媒體教學的方式,對于一些較復雜的計算,受到課時的限制,可以采取仿真的模式,讓學生觀察結果,并讓學生分析產生結果的原因,這樣更有利于學生分析電路,能大大提高上課效率的特點。
4.對于一些具體器件,如儀表的使用、變壓器、異步電動機的結構,運用現(xiàn)場和動畫演示的方法,有利于學生掌握一些基本儀器的操作要領,培養(yǎng)學生的學習能力、分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度和實事求是的良好學風。
5.對于一些原理性較強、需要理解和計算的內容,如戴維南定理、疊加原理、交流電路、直流電路、三相電路的計算等,需要將課件講解和板書結合的方式進行,這樣一方面學生有足夠的時間理解和消化所講述的內容,老師和學生同步走。另一方面可以引導學生緊隨教師思路積極思考,在聽課的時間可以將一些難點疑點記錄下來,以便課后復習鞏固,注意學生的接受與知識消化。
6.理論深度適宜,強化基本概念、基礎知識;注重應用性知識的傳授。理論是實踐的基礎,學生首先要有扎實的基本知識,之后才能在工作實踐中靈活應用理論知識,進行技術突破和知識創(chuàng)新。對電路、磁路等的概念要加深;對戴維南定理、疊加原理、支路電流法等基本原理和方法要進一步強化;對過渡過程的三要素法的推導適當,讓學生在學習理論時,把重點放在三要素法的應用上。
7.理論與實踐相結合。強調理論與實踐并重的方法,既要培養(yǎng)學生的理論思考能力,又要培養(yǎng)學生實際動手能力。通過理論與實踐的交互滲透,將理論與實踐融合在一起。強調了邊理論邊實踐、交互滲透、逐漸遞進達到螺旋上升的教學效果。
五、實驗教學改革研究
電工學實驗一般都是實踐性很強,需要足夠學時來支持的,而在實驗的教學過程仍然采用傳統(tǒng)的做法,即分為理論和實驗兩個環(huán)節(jié),這兩個環(huán)節(jié)之間的配合是每當理論教學完成一定的內容后,緊接著是與之相關的實驗教學。實驗教學主要是加深對理論內容的理解和常規(guī)儀器的使用,也就是說實驗內容大多是驗證性的為主。另外實驗室是按專業(yè)設置的,實驗室與實驗室之間也是相互獨立的,實驗教學地位也沒有受到足夠重視并缺乏激勵機制。
電工學實驗課程現(xiàn)在還是屬于課內實驗,實驗的類型有驗證性實驗和綜合設計性實驗,對于綜合設計性實驗學生不可能在兩節(jié)課的實驗時間完成。因此可將這門課程的實驗實習差別化進行,譬如對于驗證性實驗和簡單的認知實驗,可以在規(guī)定的兩節(jié)課時內完成,而對于一些綜合設計性實驗,其難度稍大,需要學生要能夠在熟練地使用各種電子設計工具和各種電子儀器儀表的情況下,在實驗中設計出較好的方案,對這一類的實驗,可以不局限單一電路的功能設計,而是可以立足于簡單的控制系統(tǒng)的設計,有些內容也可以是跨學科的,學生可以利用課余時間查資料,提出方案將自己的知識整合優(yōu)化,使之教學內容更加符合復合型人才培養(yǎng)要求。如將電機、繼電器接觸器、可編程序控制器(PLC)等內容有機地結合在一起,形成了電動機軟起動繼電接觸器控制PLC控制變頻調速、脈寬調制的一條線系統(tǒng)教學內容,使學生知道怎么將電工學所學知識在和工程實踐有機結合起來,掌握如何應用所學知識解決工程實踐問題,拓寬了學生的視野。具體的措施如下:
1.在實驗中培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新意識和能力。實驗課教學中實行“一調動、二保留、三淘汰、四符合”的教學改革方案。在保障學生完成基本實驗的基礎上,推行分層次實驗教學改革。積極引導學生進行科技制作和創(chuàng)新實驗。指導學生制作一系列的電子產品,參加相關的一些競賽,例如我院積極推薦的全國電子設計大賽、中國教育機器人大賽、飛思卡爾杯全國大學生智能車競賽等全國性比賽及省市校級比賽。
2.建設獨具特色的實驗教學方法。電工學實驗的內容涵蓋面廣,這些課程內容可以相互滲透,可以融合,使得電類技術基礎的實驗的綜合性實驗可以包括眾多的學科內容和方向。使學生結合自己所學的專業(yè)方向,充分應用所學的技術基礎知識,有效調動學生的積極性,發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造性。所以電類設計性、綜合性實驗要多加以實施。
3.更新實驗內容,激發(fā)學生興趣。添加綜合性、設計系實驗,要求學生根據實驗要求自行查找資料,合理選取儀器、制定實驗方案,經老師審核后,由實驗室提供器材設備,學生自己動手操作完成,對實驗中出現(xiàn)的問題,學生可發(fā)揮自己的聰明才智,這樣可以檢驗了學生的學習水平和解決問題的能力,改變“學生跟著老師走”的傳統(tǒng)模式。
4.優(yōu)化整合教學內容,修訂完成自編實驗教材,使實驗教學更加開放自由,加強實踐操作能力的培養(yǎng)。
5.進行實驗項目現(xiàn)設,實現(xiàn)實驗考核制。
六、按課程目標要求改變考試方式
課程的目標是使學生不僅有理論還要有突出實踐技能,因此在每一部分學習結束后,分別進行階段考試,并將階段考試成績納入平時成績。期末進行實驗考核,督促學生在學習過程中注重理論與實踐的結合,培養(yǎng)動手能力,實驗考核成績占總成級的15%。學生的總成績應為平時成績、實驗考核與期末成績的總和。期望以這樣方法來科學地評價學生的學習成果。通過這樣的方法一方面能使學生由淺入深、循序漸進地逐步掌握的所學知識,另一方面能有意識地培養(yǎng)學生對所學知識進行階段性回顧和總結的良好的學習習慣,實踐證明,這樣做不僅使教師及時掌握學生的學習情況,而且也使學生及時了解了自己的學習動態(tài),對于后續(xù)階段的繼續(xù)學習非常有利。
七、總結
基于理工類獨立學院的特點及我院培養(yǎng)人才的目標,電工學的教學內容需要進一步整合優(yōu)化,使之教學內容更加符合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求的基礎性、應用性、先進性。新構建的電工學課程大平臺可以滿足我院各專業(yè)的需求,最大限度地提高教學資源利用率。理論與實踐并重,既要培養(yǎng)學生的理論思維能力,又要鍛煉學生實際動手能力,通過理論與實踐的交互滲透,將理論與實踐融合在一起不僅使學生有理論還要突出實操技能。利用過程考核的方式可以讓老師及時掌握學生的學習狀態(tài),對后面的教學起到了很好的幫助作用!
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