發(fā)布時(shí)間:2022-11-06 11:10:50
序言:寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)論文樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。
1電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)計(jì)劃的制定
為進(jìn)一步深化“3CE”應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和課程體系的教學(xué)改革,期間教研室課題組老師對(duì)在電子信息工程專業(yè)開設(shè)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的目的意義和任務(wù)要求以及教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行了深入研討,制定了課程設(shè)計(jì)的實(shí)施細(xì)則:①將課程設(shè)計(jì)放在短學(xué)期的18至21這4周來集中實(shí)施;②制定課程設(shè)計(jì)報(bào)告規(guī)范性材料包括存檔封面、課程設(shè)計(jì)過程表格、課程設(shè)計(jì)技術(shù)報(bào)告封面、課程設(shè)計(jì)技術(shù)報(bào)告目錄、課程設(shè)計(jì)技術(shù)報(bào)告正文格式、課程設(shè)計(jì)技術(shù)報(bào)告打印設(shè)置);③建立了課程設(shè)計(jì)的課題庫和元器件庫,以及元器件的購(gòu)置領(lǐng)用制度;④制定了樂山師范學(xué)院“2+1”學(xué)期制短學(xué)期電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程教學(xué)工作計(jì)劃。為保證課程設(shè)計(jì)正規(guī)化和規(guī)范化的實(shí)施作了扎實(shí)的基礎(chǔ)性工作。
2電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)具體方案的落實(shí)與實(shí)施
課程設(shè)計(jì)就是按設(shè)計(jì)題目任務(wù)要求,運(yùn)用課程所學(xué)知識(shí)和客觀條件,完成和實(shí)現(xiàn)課題目標(biāo)的全過程。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)就是在開設(shè)了模擬電路和數(shù)字電路以及實(shí)驗(yàn)課程之后,運(yùn)用所學(xué)模電和數(shù)電知識(shí),完成特定功能電子電路的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試等。這要求學(xué)生在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行查閱資料、設(shè)計(jì)方案與組織實(shí)驗(yàn)等工作,并寫出總結(jié)報(bào)告。我們根據(jù)課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和所要達(dá)到的目標(biāo)要求,采用了開放式的教學(xué)模式,真正把課程教學(xué)轉(zhuǎn)換到以學(xué)生為主體的知識(shí)運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)上來。課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)及主要設(shè)計(jì)流程如下:課題選題電路設(shè)計(jì)提交元器件清單電路安裝、調(diào)試撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告驗(yàn)收、答辯成績(jī)?cè)u(píng)定。
2.1課題與選題
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的選題是課程設(shè)計(jì)首要的第一環(huán)節(jié),既要符合電信專業(yè)的綜合培養(yǎng)目標(biāo),覆蓋所學(xué)主干課程知識(shí),又要體現(xiàn)電子技術(shù)的先進(jìn)性和應(yīng)用性,拓展學(xué)生的知識(shí)面,以達(dá)到學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。所以我們課題組的指導(dǎo)老師精心設(shè)計(jì)了20個(gè)課程設(shè)計(jì)題目,并制定了每個(gè)題目的具體設(shè)計(jì)任務(wù)和要求,以任務(wù)書的書面表格形式,供各組(每組不大于2人)學(xué)生進(jìn)行選題。剛開始同學(xué)們選題只想挑選簡(jiǎn)單易做的題目,這個(gè)過程老師要悉心講解每個(gè)課題的具體任務(wù)、要求和所要達(dá)到的目的,使學(xué)生明確自己的任務(wù),鼓勵(lì)并對(duì)選擇任務(wù)多、難度較大、完成得好的課題要酌情加分。
2.2電路設(shè)計(jì)
電路設(shè)計(jì)是整個(gè)課程設(shè)計(jì)中花費(fèi)時(shí)間最多的環(huán)節(jié)之一,老師首先系統(tǒng)講解課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)步驟,設(shè)計(jì)要點(diǎn),并以成功的設(shè)計(jì)案例進(jìn)行分析、講授;對(duì)每一個(gè)設(shè)計(jì)題目,要求學(xué)生必須明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù),根據(jù)任務(wù)進(jìn)行方案的選擇,然后對(duì)方案中的各部分進(jìn)行單元的設(shè)計(jì)、參數(shù)的計(jì)算和器件的選擇,最后將各部分連在一起,畫出一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的完整的系統(tǒng)電路圖;指導(dǎo)學(xué)生要求利用EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)技術(shù)來完成整個(gè)電路的設(shè)計(jì)與仿真。這個(gè)電路設(shè)計(jì)期間是一個(gè)仔細(xì)認(rèn)真反復(fù)糾錯(cuò)的過程,只有電路設(shè)計(jì)通過了軟件仿真各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)以后,才能進(jìn)行硬件電路板的設(shè)計(jì)與安裝。
2.3電子電路的安裝
電子電路的安裝與調(diào)試在電子設(shè)計(jì)技術(shù)中占有重要位置。它是對(duì)理論設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)、修改和完善的過程,任何一個(gè)新產(chǎn)品往往都是在安裝、調(diào)試并反復(fù)改多次方能最終完成。在電路安裝、調(diào)試之前,要求電路設(shè)計(jì)正確,軟件仿真也通過后,提交元器件清單。雖然學(xué)生已經(jīng)在大一就進(jìn)行了電子安裝及工藝訓(xùn)練課的實(shí)踐,但時(shí)隔一年多,許多同學(xué)的安裝焊接技術(shù)已退化,所以我們對(duì)學(xué)生進(jìn)行了手把手的“師傅帶徒弟”的方法來強(qiáng)化訓(xùn)練學(xué)生,嚴(yán)格要求學(xué)生在自己設(shè)計(jì)的PCB板或萬通板上焊接時(shí)遵循以下安裝原則。
(1)所有元器件在安裝前應(yīng)盡可能全部測(cè)試一遍,以保證所用元器件均合格。
(2)所有集成電路的安裝方向要保持一致,以便于正確布線和查線。
(3)安裝分立元件時(shí)應(yīng)使其標(biāo)志朝上或朝向易于觀察的方向,以便于查找和更換。對(duì)于有極性的元件,例如電解電容器、晶體二極管等,組裝時(shí)一定要特別注意,切匆搞錯(cuò)。
(4)為了便于查線,可根據(jù)連接線的不同作用選擇不同顏色的導(dǎo)線。一般習(xí)慣是正電源用紅色線、負(fù)電源用藍(lán)色線、地線用黑色線、信號(hào)線用黃色線等。
(5)連線盡量做到橫平豎直。連線不允許跨接在集成電路上,必須從其周圍通過。同時(shí),應(yīng)盡可能做到連線不互相重疊、不從元器件上方通過。
(6)為使電路能夠正常工作與調(diào)測(cè),所有地線必須連接在一起,形成一個(gè)公共參考點(diǎn)。正確的安裝方法和合理的布局,不僅可使電路整齊美觀、工作可靠,而且便于檢查、調(diào)試和排除故障。如果能在組裝前先擬訂出組裝草圖,則可獲得事半功倍之效果,使安裝既快又好。
2.4電子電路的調(diào)試
電路的調(diào)試對(duì)于電子裝置的最終形成和達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。老師詳細(xì)講解電子電路的調(diào)試步驟,指導(dǎo)學(xué)生在調(diào)試前要對(duì)電路進(jìn)行檢查,包括連線是否正確;元、器件的安裝是否良好,有無短路和連接錯(cuò)誤的地方;電源供電(包括極性)、信號(hào)源連接是否正確;電源端對(duì)地(┴)是否存在短路的情況等;通過了上述的直觀檢查無誤后,就可轉(zhuǎn)入調(diào)試。調(diào)試包括測(cè)試和調(diào)整兩個(gè)方面,它是為達(dá)到電路設(shè)計(jì)指標(biāo)而進(jìn)行的一系列的“測(cè)量判斷調(diào)整再測(cè)量”的反復(fù)過程。調(diào)試的方法通常采用先分調(diào)后聯(lián)調(diào)(總調(diào))的原則,它包括通電觀察、靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試的過程。在調(diào)試過程中電路會(huì)不可避免出現(xiàn)異常工作狀況,學(xué)生要學(xué)會(huì)去查找、分析故障的原因和排除故障的方法,并把它看成一次良好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。
2.5撰寫設(shè)計(jì)技術(shù)報(bào)告
撰寫課程設(shè)計(jì)的技術(shù)報(bào)告是對(duì)學(xué)生寫科技論文和科研總結(jié)報(bào)告的能力訓(xùn)練。通過寫報(bào)告,不僅把設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面的總結(jié),而且把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論的高度。我們對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)技術(shù)報(bào)告進(jìn)行了規(guī)范化的要求,技術(shù)報(bào)告應(yīng)包括以下幾點(diǎn)。
(1)課題名稱。
(2)內(nèi)容摘要。
(3)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求。
(4)比較和選寫設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案,畫出系統(tǒng)框圖。
(5)單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇。
(6)畫出完整的電路圖和PCB設(shè)計(jì)圖,并說明電路的工作原理,截下仿真圖并說明仿真數(shù)據(jù)和波形是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
(7)組裝調(diào)試的內(nèi)容(包括使用的主要儀器儀表、電路調(diào)試的方法和技巧、測(cè)試的數(shù)據(jù)和波形與計(jì)算結(jié)果的比較、調(diào)試中出現(xiàn)故障的原因和排除方法等)。
(8)總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn),指出課題的核心及實(shí)用價(jià)值,提出改進(jìn)意見和展望。列出系統(tǒng)所需元件清單。
(9)收獲、體會(huì)。
(10)列出參考文獻(xiàn)。
2.6驗(yàn)收與答辯
經(jīng)過小學(xué)期的4周集中訓(xùn)練和實(shí)踐,將自主設(shè)計(jì)的成果和作品以答辯的形式進(jìn)行匯報(bào)和總結(jié),答辯是有技巧的,答辯本身也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合素質(zhì)、能力展示的訓(xùn)練,所以我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中也設(shè)計(jì)了這一環(huán)節(jié),訓(xùn)練他們沉著冷靜、自信應(yīng)對(duì)在答辯過程中所遇到的所有問題。我們安排每組10分鐘的答辯時(shí)間,要求先播放、闡述自己的設(shè)計(jì)幻燈(文檔),然后演示自己的硬件作品,最后回答老師提出的2~3個(gè)問題。答辯過程中要求學(xué)生回答問題應(yīng)該實(shí)事求是,不宜虛張聲勢(shì),不懂裝懂,回答問題要簡(jiǎn)明扼要;對(duì)確定自己無法回答的問題時(shí),要態(tài)度平靜地說明為什么未曾涉及這個(gè)問題的研究,不宜不著邊際強(qiáng)行回答;有沒有科學(xué)的求學(xué)態(tài)度,也是答辯的考核目的之一,千萬不能給老師留下虛假狡辯的學(xué)術(shù)態(tài)度。遇到程度性問題,不能把話說得太死,恰當(dāng)運(yùn)用模糊詞語,為自己留有余地。設(shè)計(jì)者對(duì)不同的意見要保持謙虛接納的態(tài)度,同時(shí)要為自己的觀點(diǎn)辯護(hù)。辯論中要客觀、公正,言之有理、持之有據(jù),語氣平和,語言委婉,不能武斷和傷人自尊,即使發(fā)問者有錯(cuò)誤,也要舉止文明,保持學(xué)者風(fēng)度,不必將自己的觀點(diǎn)強(qiáng)加于人,把自己的觀點(diǎn)亮出來,供對(duì)方參考就可以。答辯完畢,無論氣氛如何,應(yīng)該有禮貌地向在場(chǎng)師友致謝。
3嚴(yán)格進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的成績(jī)?cè)u(píng)定
教師主要根據(jù)學(xué)生課題完成質(zhì)量情況即平時(shí)成績(jī)20%+答辯及作品質(zhì)量50%+技術(shù)報(bào)告30%,三個(gè)部分進(jìn)行綜合評(píng)定學(xué)生的課程成績(jī)。平時(shí)成績(jī):主要考察學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)是否在場(chǎng)并認(rèn)真完成自己的設(shè)計(jì),我們制定了工作指導(dǎo)、檢查登記表,規(guī)定了9次師生見面輔導(dǎo)時(shí)間,并做好每次的指導(dǎo)記載。答辯及作品質(zhì)量:主要驗(yàn)收學(xué)生的硬件作品的完成質(zhì)量,采用作品演示加答辯方式來綜合評(píng)定學(xué)生的答辯及作品質(zhì)量成績(jī)。技術(shù)報(bào)告:學(xué)生科技論文和科研總結(jié)報(bào)告的寫作能力,我們同樣制定了技術(shù)報(bào)告評(píng)分細(xì)則,主要包括:調(diào)查論證(資料的查閱與收集情況),方案設(shè)計(jì)與技能(方案的設(shè)計(jì)與選擇,圖形繪制與EDA軟件仿真工具的掌握程度),分析與解決問題的能力(運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和技能去分析發(fā)現(xiàn)與解決實(shí)際問題),工作量工作能力與工作態(tài)度(按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù),工作量飽滿,難度較大;工作努力,遵守紀(jì)律;工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)),報(bào)告質(zhì)量(綜述簡(jiǎn)練完整,有見解;立論正確,論述充分,結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理;方案正確,分析處理科學(xué);文字通順,技術(shù)用語準(zhǔn)確,符號(hào)統(tǒng)一,編號(hào)齊全,書寫工整規(guī)范,圖表完備、整潔、正確;設(shè)計(jì)有應(yīng)用價(jià)值),創(chuàng)新(工作中有創(chuàng)新意識(shí);對(duì)前人工作有改進(jìn)或突破,或有獨(dú)特見解)。
關(guān)鍵詞:模擬電子技術(shù);教學(xué)改革;創(chuàng)新設(shè)計(jì)
作者簡(jiǎn)介:郭華(1977-),女,山西忻州人,西安交通大學(xué)城市學(xué)院電氣與信息工程系,講師;申忠如(1946-),男,陜西米脂人,西安交通大學(xué)城市學(xué)院電氣與信息工程系,教授。(陜西 西安 710018)
基金項(xiàng)目:本文系2011年西安交通大學(xué)城市學(xué)院第四批教改基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):110022)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)35-0147-02
模擬電子技術(shù)是電子類專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,它課程內(nèi)容多,理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng),學(xué)習(xí)存在一定難度。這就要求教師在講授知識(shí)的過程中結(jié)合實(shí)踐教學(xué)方法,深化理論知識(shí)、進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。[1-5]
西安交通大學(xué)城市學(xué)院依據(jù)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的基本培養(yǎng)目標(biāo)構(gòu)建了實(shí)踐教學(xué)體系,針對(duì)模擬電子技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)可分為如下幾個(gè)層次:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)訓(xùn)。在這種訓(xùn)練下,從主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主測(cè)試到自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)逐步激發(fā)學(xué)生的求知欲望、創(chuàng)新欲望,取得良好的教學(xué)效果。
一、突出“應(yīng)用型”特色是模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革的關(guān)鍵
根據(jù)獨(dú)立學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的特點(diǎn),在專業(yè)教育上不能過分強(qiáng)調(diào)“寬口徑”,否則會(huì)造成學(xué)生“什么都學(xué)過,什么都不懂”;應(yīng)突出獨(dú)立學(xué)院“應(yīng)用型”特色,重點(diǎn)在實(shí)踐能力的提高。針對(duì)模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和綜合實(shí)訓(xùn)三個(gè)層次的培養(yǎng)模式,加強(qiáng)對(duì)模擬電子技術(shù)課程的掌握,使學(xué)生具備獲取知識(shí)的能力,學(xué)習(xí)必要的基礎(chǔ)理論知識(shí),能夠解釋現(xiàn)象、分析問題,掌握學(xué)習(xí)方法,在需要進(jìn)一步深造時(shí)具備再學(xué)習(xí)的能力;具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,從而更好地完成后續(xù)課程。[6]
1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證課本知識(shí)
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括與課本章節(jié)相關(guān)的8個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn):雙蹤示波器使用、共射極放大電路性能測(cè)試等,旨在加強(qiáng)學(xué)生對(duì)模擬電子技術(shù)基本知識(shí)的掌握,訓(xùn)練學(xué)生分析、設(shè)計(jì)與調(diào)試電路的基本方法。
教師結(jié)束課堂教學(xué)之后,根據(jù)理論內(nèi)容給出實(shí)驗(yàn)題目要求,提出預(yù)習(xí)問題,要求學(xué)生通過查閱資料寫出預(yù)習(xí)報(bào)告,熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;然后按照實(shí)驗(yàn)教材給出基本電路及其工作原理,學(xué)生自己搭建電路、測(cè)試其性能指標(biāo),驗(yàn)證理論知識(shí)的正確性;熟悉儀器設(shè)備的使用,學(xué)會(huì)利用儀器設(shè)備發(fā)現(xiàn)并找出電路的故障。
2.課程設(shè)計(jì):培養(yǎng)動(dòng)手能力
課程設(shè)計(jì)是課堂教學(xué)和課程實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的綜合應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)。本項(xiàng)教學(xué)改革將模電課程設(shè)計(jì)分為兩部分,一是為彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足而進(jìn)行的仿真設(shè)計(jì)。仿真設(shè)計(jì)包括三個(gè)環(huán)節(jié),首先進(jìn)行常用單元模塊電路仿真;然后結(jié)合課本知識(shí),給定電路參數(shù)和設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì);最后拓展內(nèi)容,對(duì)一些實(shí)際應(yīng)用廣泛的應(yīng)用電路仿真進(jìn)行學(xué)習(xí)。三個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生的要求層層遞進(jìn),前兩個(gè)環(huán)節(jié)為“必做”,第三個(gè)環(huán)節(jié)為“選做”。
二是從設(shè)計(jì)、制版、焊接直至調(diào)試全過程的綜合設(shè)計(jì)制作選題。有兩個(gè)題目供學(xué)生選擇:MAX038函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)和音頻功率放大器的設(shè)計(jì)與調(diào)試。題目要求盡可能實(shí)用有趣。
3.綜合實(shí)訓(xùn):提升綜合素質(zhì)
模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是綜合實(shí)訓(xùn)。這其中已經(jīng)不只是模擬電子技術(shù)一門課程,它將與數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用等課程綜合開發(fā)設(shè)計(jì)題目,訓(xùn)練學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。在訓(xùn)練方法上通過主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)三個(gè)步驟激發(fā)學(xué)生的求知欲望和創(chuàng)新意識(shí)。
(1)主動(dòng)學(xué)習(xí):根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的基本功能和達(dá)到的指標(biāo)要求,學(xué)生通過查閱文獻(xiàn),確定自己的設(shè)計(jì)方案;利用軟件仿真電路,并通過調(diào)試確定適合的參數(shù);寫出預(yù)習(xí)報(bào)告。
(2)自主設(shè)計(jì):根據(jù)軟件仿真電路搭建實(shí)際系統(tǒng)的硬件組件;完成系統(tǒng)程序設(shè)計(jì);進(jìn)行軟硬件調(diào)試,通過查找錯(cuò)誤、解決問題,達(dá)到鍛煉提高的作用;測(cè)試系統(tǒng)的基本參數(shù)和功能。
(3)創(chuàng)新設(shè)計(jì):完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的進(jìn)階指標(biāo):如增加功能或提高指標(biāo);對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行最終測(cè)試,給出誤差分析;寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告,提交實(shí)驗(yàn)作品。
綜合實(shí)訓(xùn)使學(xué)生較系統(tǒng)地掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的選題、立項(xiàng)、方案論證、電路設(shè)計(jì)、裝配調(diào)試、系統(tǒng)測(cè)試、總結(jié)報(bào)告、文檔整理等全過程,培養(yǎng)學(xué)生理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。
二、進(jìn)一步完善實(shí)踐教學(xué)體系
1.嚴(yán)格考核制度
要想使模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)順利地進(jìn)行下去,必須進(jìn)行嚴(yán)格的考核制度,以保證實(shí)踐教學(xué)的良好效果。
(1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)學(xué)生每次做實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)中的操作表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)后的結(jié)果分析,給出實(shí)驗(yàn)成績(jī),占模擬電子技術(shù)課程總成績(jī)的20%。模擬電子技術(shù)課程總成績(jī) = 70%的期末考試卷面成績(jī) + 20%的實(shí)驗(yàn)成績(jī) + 10%的平時(shí)成績(jī)。
(2)課程設(shè)計(jì)。完成課程設(shè)計(jì)中常用單元模塊電路仿真,成績(jī)?yōu)椤凹案瘛?;完成課程設(shè)計(jì)中常用單元模塊電路和規(guī)定電路的仿真設(shè)計(jì),成績(jī)?yōu)椤爸械取?;完成課程設(shè)計(jì)中全部軟件仿真設(shè)計(jì),成績(jī)?yōu)椤傲己谩?;完成課程設(shè)計(jì)中全部軟件仿真設(shè)計(jì)和一個(gè)綜合設(shè)計(jì)制作選題,成績(jī)?yōu)椤皟?yōu)秀”。
2.完善實(shí)踐教學(xué)體系的配套工作
除上述改革措施外,為進(jìn)一步完善實(shí)踐教學(xué)體系,實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備和運(yùn)行經(jīng)費(fèi)的投入是必要條件;編寫相應(yīng)教材,加強(qiáng)較適合學(xué)生之間的交流也十分重要。已經(jīng)完成或正在進(jìn)行的工作如下:
(1)吸取經(jīng)典教材的寶貴經(jīng)驗(yàn)和新的教學(xué)理念,結(jié)合獨(dú)立學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及本院課程設(shè)置和課程大綱的要求,編寫適用于應(yīng)用型本科的教材——《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》[7]以及配套的實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。
(2)開設(shè)電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證考試(EDP),為學(xué)生就業(yè)增加砝碼;指導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生專業(yè)競(jìng)賽等,促進(jìn)“因材施教的個(gè)性化培養(yǎng)”。
(3)建立了模擬電子技術(shù)課程與實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)站,實(shí)現(xiàn)了指導(dǎo)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng),拓寬了主動(dòng)學(xué)習(xí)的空間。
三、結(jié)論
經(jīng)過3年的試點(diǎn),模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的改革、探索和實(shí)施取得良好的效果。課程基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了有效融合,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了,動(dòng)手能力增強(qiáng)了;科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思維、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟得到了訓(xùn)練;分析數(shù)據(jù)、討論誤差、撰寫報(bào)告的能力得到提高;符合因材施教培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求。實(shí)踐證明:通過良好的訓(xùn)練,學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)及論文寫作的完成質(zhì)量明顯提高;我院自2009年第一次參加全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽以來,除2011年獲得1個(gè)三等獎(jiǎng)外,每年都有1項(xiàng)一等獎(jiǎng)。教學(xué)改革需要長(zhǎng)期、系統(tǒng)地工作,還要繼續(xù)努力,培養(yǎng)更加優(yōu)秀的專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn):
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“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程需要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)(理論教學(xué)64學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)20學(xué)時(shí))使學(xué)生獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。新修訂的課程內(nèi)容體系更加注重理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接,在保證經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上重點(diǎn)講授集成運(yùn)放組成的各種信號(hào)運(yùn)算、信號(hào)處理和信號(hào)產(chǎn)生電路,并延伸到模擬集成電路和模數(shù)混合系統(tǒng)等內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)級(jí)的分析與設(shè)計(jì)能力。理論教學(xué)應(yīng)簡(jiǎn)化器件內(nèi)部機(jī)理的介紹,弱化缺乏工程背景的解題技巧及公式記憶,強(qiáng)化器件的組合應(yīng)用與接口擴(kuò)展機(jī)制,加強(qiáng)主流新技術(shù)的探討;實(shí)踐教學(xué)應(yīng)重點(diǎn)引入研究型和設(shè)計(jì)型實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),為此出版了課程配套的“十一五”規(guī)劃實(shí)驗(yàn)教材《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》。目前,多媒體教學(xué)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)的發(fā)展使得教學(xué)輔助軟件能夠融入課堂,為學(xué)生豐富的探索和實(shí)踐提供了現(xiàn)代化手段。適用于該課程的研究型教學(xué)輔助軟件包括EDA仿真軟件Multisim、Proteus和工程計(jì)算軟件Matlab、MathCAD。在此基礎(chǔ)上,筆者將EDA仿真作為理論課的工具及學(xué)生進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)的前提,建立了“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式,以保證研究型教學(xué)落到實(shí)處。
教學(xué)方法與教學(xué)手段的改進(jìn)
1.通過網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平善課程體系
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,世界各國(guó)高校都在大力開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)應(yīng)用,然而海量的數(shù)字化資源會(huì)使學(xué)生感到無所適從。為此,筆者通過網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)給學(xué)生提供少而精的數(shù)字化資源,與課堂教學(xué)相輔相成。除了教學(xué)大綱、教學(xué)日歷和教學(xué)課件,網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)提供的數(shù)字化教學(xué)資源還包括教學(xué)輔助軟件、往屆試卷及答案詳解、國(guó)家級(jí)電子技術(shù)精品課程和國(guó)際一流大學(xué)電子技術(shù)課程的網(wǎng)址,方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)還提供與課程相關(guān)的在線輔導(dǎo)答疑,并通過微博、QQ群、飛信群等網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)方式開展憶阻器、在系統(tǒng)可編程模擬器件、新型傳感器等前沿技術(shù)的專題討論,并讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查模擬電子技術(shù)的相關(guān)專利與應(yīng)用,撰寫調(diào)研報(bào)告,促進(jìn)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)。
2.將EDA仿真演示融入理論教學(xué)
EDA技術(shù)是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命,改變了以變量估算和硬件實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的電路設(shè)計(jì)方法。在理論教學(xué)中引入重點(diǎn)內(nèi)容的EDA仿真演示,有利于快捷地將理論性和應(yīng)用性融于一體,實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)的拓展,并為實(shí)踐教學(xué)打下基礎(chǔ)。由于學(xué)時(shí)與場(chǎng)所限制,教師需要在備課時(shí)充分考慮課堂投影演示與本機(jī)顯示的不同,精心設(shè)計(jì)演示范例與互動(dòng)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生思考,由學(xué)生得出結(jié)論,并事先做好演示范例的中間版本以便重點(diǎn)演示關(guān)鍵步驟。例如,筆者在課堂上利用EDA仿真軟件邊演示邊講解電路引入負(fù)反饋前后各種參數(shù)、輸入輸出信號(hào)波形、頻率響應(yīng)特性的異同,學(xué)生通過直觀的比較加深了對(duì)負(fù)反饋?zhàn)饔玫睦斫?。此外,筆者在布置書面作業(yè)時(shí)還鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)作業(yè)中的疑難問題進(jìn)行仿真,并在作業(yè)本上寫出心得體會(huì)。
3.強(qiáng)化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維
現(xiàn)行的理論教學(xué)往往只講器件和基礎(chǔ)電路,很少涉及如何由各種元器件通過某種聯(lián)結(jié)組成一個(gè)實(shí)用系統(tǒng)。筆者在緒論課中就結(jié)合實(shí)際闡明電路系統(tǒng)的組成及各部分的作用,并給出簡(jiǎn)圖;之后課程中每一個(gè)新內(nèi)容都會(huì)回到系統(tǒng)簡(jiǎn)圖上來,逐漸深化、細(xì)化,并引導(dǎo)學(xué)生尋找反例,這樣不但使學(xué)生建立了系統(tǒng)的概念,而且能夠舉一反三。在EDA的輔助下,學(xué)生對(duì)各種電路無須精確的理論計(jì)算,但要掌握近似估算的方法,弄清楚電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及其局限性、性能指標(biāo)的折衷考慮。要注意各章節(jié)之間的相互配合和銜接,堅(jiān)持培養(yǎng)學(xué)生“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維,強(qiáng)化以集成運(yùn)放為基礎(chǔ)的知識(shí)體系,使學(xué)生建立系統(tǒng)觀念、工程觀念,學(xué)會(huì)定性分析與辯證的思維方法。
多層次的實(shí)踐教學(xué)
1.利用Multisim軟件開展虛擬實(shí)驗(yàn)
研究型教學(xué)是理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的一種教學(xué)方式。然而由于學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)條件的限制,課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo),利用EDA軟件開展虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驈浹a(bǔ)當(dāng)前課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的不足。目前EDA軟件的種類很多,其中Multisim軟件提供了多種常用的虛擬電子儀器與元器件,特別適合于模擬電路系統(tǒng)的虛擬實(shí)驗(yàn)。
學(xué)生可以通過這些儀器觀察電路的運(yùn)行狀態(tài),查看電路的仿真結(jié)果,許多設(shè)置、使用和讀數(shù)與實(shí)際的測(cè)量?jī)x器類似。因此,課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是首先在EDA實(shí)驗(yàn)室安排了一節(jié)課的Multisim認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí),隨后按教學(xué)日歷分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)三個(gè)階段。各階段都增加了相應(yīng)的仿真設(shè)計(jì)內(nèi)容。在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)之前,筆者要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并進(jìn)行Multisim仿真及課外研究,再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室通過儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的硬件操作。虛擬實(shí)驗(yàn)和硬件實(shí)驗(yàn)不可重此輕彼,而應(yīng)軟硬結(jié)合。筆者通過實(shí)驗(yàn)課件的演示減少講解時(shí)間,讓學(xué)生有更多的時(shí)間用于實(shí)際操作與硬件調(diào)試。這種“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式將仿真考核和課外研究作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)的重要部分,增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握,提高了學(xué)生的仿真能力、設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)調(diào)試能力。
2.重視綜合實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)
研究型教學(xué)需要一種類似科學(xué)研究的氛圍以及一對(duì)一的師生互動(dòng)。綜合實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)能夠較好地彌補(bǔ)理論教學(xué)大班授課的不足。有限的學(xué)時(shí)在一定程度上制約了實(shí)踐教學(xué)的深入開展,為此筆者壓縮了前期驗(yàn)證型基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的次數(shù),在實(shí)驗(yàn)課程的后期安排了三次融合整學(xué)期知識(shí)點(diǎn)的綜合實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生強(qiáng)化“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維。期末的課程設(shè)計(jì)則由指導(dǎo)教師布置若干難度適中的研究課題,要求學(xué)生從查閱資料開始自主進(jìn)行電路設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真分析,經(jīng)教師審查后方可選購(gòu)器件,安裝調(diào)試電路,測(cè)量各種參數(shù),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,提出改進(jìn)意見,并根據(jù)規(guī)范格式書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告,完成一次較完整的工程研究訓(xùn)練。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步拓展課程設(shè)計(jì)內(nèi)容并發(fā)表科技小論文,在課程設(shè)計(jì)中表現(xiàn)突出的學(xué)生將被選拔參加各種課外科技活動(dòng)和競(jìng)賽。
結(jié)束語
關(guān)鍵詞: 電子技術(shù) CDIO 實(shí)踐化改革
我國(guó)工科教育受傳統(tǒng)觀念、經(jīng)費(fèi)投入等的制約,培養(yǎng)的人才工程能力、實(shí)踐能力較薄弱,缺乏創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。根據(jù)“2012~2013全球競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告”顯示,中國(guó)只有10%的工程專業(yè)畢業(yè)生可以立刻勝任工作。重論文、輕設(shè)計(jì)、缺實(shí)踐,一直被認(rèn)為是中國(guó)工程教育的嚴(yán)重“弊病”。CDIO工程教育模式是近年來國(guó)際工程教育改革的最新成果,是一種先進(jìn)的工程教育理念和實(shí)施體系。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate),以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的整個(gè)生命周期過程為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程,以此全過程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比較,CDIO模式更強(qiáng)調(diào)綜合創(chuàng)新能力,同時(shí)更關(guān)注工程實(shí)踐,加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。電子技術(shù)類課程是電類相關(guān)專業(yè)的主干技術(shù)課程,其特點(diǎn)是課程理論性、實(shí)踐性、應(yīng)用性非常強(qiáng)。如何既能傳授給學(xué)生扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),又能增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力,是我們要解決的根本問題。針對(duì)電子技術(shù)類課程的特點(diǎn),提出借鑒CDIO工程教育模式對(duì)電子技術(shù)類課程進(jìn)行實(shí)踐化改革的思路。從課程知識(shí)點(diǎn)的凝練、多門課程知識(shí)點(diǎn)的重組與融合等方面進(jìn)行改革探索。
1.電子技術(shù)類課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
(1)教學(xué)模式傳統(tǒng),理論與實(shí)踐脫節(jié)。
近年來,雖然眾多高校已經(jīng)認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)教學(xué)模式重理論、輕實(shí)踐的弊端,但多年來形成的慣性,使大多數(shù)學(xué)校仍然只能做到小修小改,如理論課程與實(shí)驗(yàn)課程及課程設(shè)計(jì)單獨(dú)設(shè)課,增加實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí),加大課程設(shè)計(jì)力度等措施??傮w效果并不是很顯著,仍然應(yīng)用先理論后實(shí)驗(yàn)的模式,教學(xué)過程中缺少工藝設(shè)計(jì)步驟,學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到實(shí)踐問題不能很好地解決。
(2)與工程實(shí)際結(jié)合力度小,跟不上電子技術(shù)的飛速發(fā)展。
電子技術(shù)是一種飛速發(fā)展的技術(shù),其發(fā)展速度是其他任何技術(shù)都不能比擬的,具有其他技術(shù)不具備的高速發(fā)展性。傳統(tǒng)電子技術(shù)課程教學(xué),教學(xué)知識(shí)點(diǎn)幾十年不變,基礎(chǔ)有余,發(fā)展不足,滿足不了工程發(fā)展需要,不利于培養(yǎng)學(xué)生的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)。
(3)考核方式傳統(tǒng),對(duì)學(xué)生能力考查不足。
當(dāng)前電子技術(shù)類課程考核基于一紙?jiān)嚲砘倪€很多,重理論、重定量化考核,考試內(nèi)容完全局限于教材,對(duì)電子技術(shù)的實(shí)踐性、工程性的考核很難做到。其后果必然是“重理論,輕實(shí)踐”、“重定量,輕定性”、“重書本,輕工程”、“重分?jǐn)?shù),輕能力”。
對(duì)于電類技術(shù)類課程來說,傳統(tǒng)教學(xué)模式越來越難適應(yīng)電子技術(shù)的飛速發(fā)展,因此該課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。
2.基于CDIO理念的電子技術(shù)類課程實(shí)踐化改革
基于CDIO理念的電子技術(shù)類課程實(shí)踐化改革,主要體現(xiàn)在教學(xué)模式、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系、考核方式三個(gè)方面。
(1)項(xiàng)目制理論與實(shí)踐教學(xué)相融合的教學(xué)模式。
①基于學(xué)科體系的項(xiàng)目制教材的編訂
修改現(xiàn)有電子技術(shù)類課程的知識(shí)點(diǎn)分步,以項(xiàng)目制理念為引領(lǐng),依據(jù)實(shí)踐過程的學(xué)習(xí)規(guī)律編訂教材,打破單一課程知識(shí)點(diǎn)孤立的狀況,按照項(xiàng)目所需把課程間知識(shí)點(diǎn)全部貫穿融合。使理論知識(shí)與項(xiàng)目制作、調(diào)試與檢測(cè)有機(jī)結(jié)合起來,按照學(xué)生在“學(xué)中做,做中學(xué)”的教改理念編寫,具有項(xiàng)目選擇實(shí)用、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。
項(xiàng)目制下,以數(shù)字電子技術(shù)課程為例,知識(shí)點(diǎn)整合如下:
為了和項(xiàng)目配套,增強(qiáng)教學(xué)效果,每個(gè)項(xiàng)目均設(shè)計(jì)了示教板。
②始于實(shí)踐終于實(shí)踐的項(xiàng)目制教學(xué)方式
傳統(tǒng)電子技術(shù)類課程的教學(xué)模式理論性強(qiáng),注重?cái)?shù)學(xué)推導(dǎo)、定量計(jì)算,不注重定性分析,學(xué)生不容易理解,普遍感覺很難,更不會(huì)靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。
CDIO是一種以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的新型工程教育模式,在CDIO教學(xué)理念指導(dǎo)下,根據(jù)電子技術(shù)類課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),全部采用項(xiàng)目化教學(xué)模式,基于工作過程的工學(xué)結(jié)合、任務(wù)引領(lǐng)與實(shí)踐為導(dǎo)向的課程設(shè)計(jì)思想。將項(xiàng)目分解為若干任務(wù),以任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式,由淺入深地把知識(shí)和技能滲透到項(xiàng)目實(shí)施過程中,融“教、學(xué)、做”于一體,始于實(shí)踐、終于實(shí)踐。
③將教室與實(shí)驗(yàn)室功能融合的教學(xué)手段
要想真正將實(shí)踐與理論相結(jié)合,就要倡導(dǎo)CDIO“做中學(xué)”的教育理念,打破理論與實(shí)踐教學(xué)的界限,將課堂教學(xué)從原來的教室搬至實(shí)驗(yàn)室,課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)合二為一,有機(jī)結(jié)合。
項(xiàng)目教學(xué)時(shí),教師利用示教板先演示現(xiàn)象,之后結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行理論分析,講解項(xiàng)目中的知識(shí)點(diǎn),使學(xué)生結(jié)合實(shí)際現(xiàn)象理解各種參數(shù)改變下產(chǎn)生的效果,之后指導(dǎo)學(xué)生實(shí)施相應(yīng)項(xiàng)目。實(shí)施過程中,每個(gè)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目都有不同理解,會(huì)遇到各種各樣的問題,解決了這些問題,就預(yù)示著學(xué)生的能力得到了實(shí)質(zhì)性提高。
經(jīng)過幾年探索和實(shí)踐,構(gòu)建教、學(xué)、做一體化的項(xiàng)目制教學(xué)模式,很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,切實(shí)提升了學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水平。
(2)以能力培養(yǎng)為核心,構(gòu)建項(xiàng)目制下的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系。
學(xué)生完成教材規(guī)定的基本項(xiàng)目后,已經(jīng)完全掌握實(shí)驗(yàn)基本原理和基本操作,每位學(xué)生都能獨(dú)立且熟練、規(guī)范地使用各種實(shí)驗(yàn)器材,運(yùn)用理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,具備了基本的實(shí)踐能力。
我校電工電子實(shí)驗(yàn)中心為省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,為項(xiàng)目教學(xué)提供了不同層次的實(shí)踐平臺(tái),包括PCB制作實(shí)驗(yàn)室、機(jī)加工實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、單片機(jī)與嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、PLC技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、EAD技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、過程控制實(shí)驗(yàn)室等,在這些平臺(tái)上可完成多項(xiàng)工程性項(xiàng)目。中心實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放政策,為學(xué)生實(shí)踐能力提高提供了硬件和時(shí)間上的保障。
(3)豐富考核方式,突出能力考核。
CDIO的評(píng)價(jià)方法側(cè)重能力培養(yǎng),改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)重考評(píng)知識(shí)的獲得。在CDIO項(xiàng)目制學(xué)習(xí)中,直接通過制作項(xiàng)目進(jìn)行考核,一種是難度較基礎(chǔ)但時(shí)間有限定的考核方式,對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐知識(shí)的熟練程度要求較高;一種是難度較高,知識(shí)點(diǎn)涉及面廣、功能綜合的項(xiàng)目考核,對(duì)學(xué)生整體實(shí)力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力都能起到很好的考核作用。
通過以上考核方式,實(shí)現(xiàn)CDIO對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力的全面考核。
3.實(shí)踐效果
論文關(guān)鍵詞:數(shù)字電子技術(shù);教學(xué)方法;高職教育
《數(shù)字電子技術(shù)》是電子類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是一門必修課。它是培養(yǎng)學(xué)生具備電子技術(shù)的基本知識(shí)和技能,和《模擬電子技術(shù)》課程共同構(gòu)成電子類專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程,是學(xué)生必須打下的專業(yè)基本功。它以電路基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)為基礎(chǔ),是后續(xù)單片機(jī)、PLC、傳感器、電子測(cè)量等專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),也為無線電裝接工、調(diào)試工等考級(jí)考證打下基礎(chǔ)。
高職數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)的目標(biāo)確立是為了更好地指導(dǎo)該課程的教學(xué)方向,對(duì)有效落實(shí)教學(xué)體系起到了指導(dǎo)性的作用。圍繞著這個(gè)目標(biāo)建立教材的篩選處理,再依托EDA的技術(shù),強(qiáng)化理論和實(shí)踐的教學(xué),最后通過課程的設(shè)計(jì)創(chuàng)新來形成獨(dú)具教學(xué)質(zhì)量的體系。
一、高職數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)的目標(biāo)
實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)是高職數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)綜合體系,通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等內(nèi)容,完成基本操作技能、綜合能力和應(yīng)用能力的三級(jí)能力培養(yǎng)要求,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決實(shí)際問題的能力及創(chuàng)新思維的綜合能力。
(一)基本操作技能的培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)是整個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ),可以分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生了解器件功能和使用要求,掌握基本測(cè)量方法與儀器儀表的使用技能,熟悉實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范以及學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫要求等基本技能,為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)理論知識(shí)和能力培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。對(duì)于初學(xué)的學(xué)生,必要的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)基本操作技能的主要途徑,是素質(zhì)教育的基礎(chǔ)。
(二)綜合能力的培養(yǎng)
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多會(huì)使學(xué)生失去對(duì)實(shí)驗(yàn)的“神秘”感和探索欲望,思維缺乏靈活性和創(chuàng)造性。開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性、實(shí)踐性實(shí)驗(yàn),可以增加實(shí)驗(yàn)的靈活性、創(chuàng)造性,激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)的興趣,使學(xué)生能初步地將所學(xué)的基本理論知識(shí)獨(dú)立應(yīng)用于實(shí)踐中。在觀察和探索的基礎(chǔ)上,通過教師的引導(dǎo)激發(fā)他們積極思維,逐步提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,并使學(xué)生的基本技能得到進(jìn)一步提高。
(三)應(yīng)用能力的培養(yǎng)
運(yùn)用虛擬、仿真等技術(shù)手段,采用較為先進(jìn)的EDA技術(shù),一方面可以使實(shí)驗(yàn)更加接近工程實(shí)際,激發(fā)學(xué)生的參與性;另一方面通過接近工程實(shí)際的課題,使學(xué)生多方位多角度地觀察、思考、探索和想象,提出多種設(shè)想和解決問題的方案。在此基礎(chǔ)上,再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行收斂思維,確定解決問題的最佳方案,完成方案擬訂、實(shí)施方案的設(shè)計(jì)、電路制作、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié),達(dá)到在實(shí)踐中學(xué)、在實(shí)踐中練的目的,使理論與設(shè)計(jì)融為一體。從工程角度出發(fā)促使學(xué)生了解科研活動(dòng)的全過程,增強(qiáng)學(xué)生的求知欲和科研意識(shí),體會(huì)理論設(shè)計(jì)與實(shí)際中的距離。這不僅能訓(xùn)練學(xué)生思維的邏輯性和獨(dú)創(chuàng)性,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)的思維方式、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,還能培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念,訓(xùn)練學(xué)生工程應(yīng)用技能,達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用能力的目的。
二、對(duì)教材進(jìn)行適當(dāng)處理,把握理論上的度
“數(shù)字電子技術(shù)”是計(jì)算機(jī)、機(jī)電、自動(dòng)化類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課.當(dāng)前,隨著以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高職教育的日益發(fā)展,以及高職對(duì)特色的強(qiáng)烈渴望,迫切需要形成與高職教育培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的課程體系。
《數(shù)字電子技術(shù)》的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)字電子方面的基本知識(shí)和基本分析、設(shè)計(jì)方法,訓(xùn)練學(xué)生數(shù)字電路制作與調(diào)試的基本技能;培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)思維方式以及創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。它共有五大模塊,包括數(shù)字邏輯基礎(chǔ)模塊、邏輯門電路模塊、組合邏輯電路模塊、時(shí)序邏輯電路模塊和綜合模塊,主要作用就是要求學(xué)生能看懂基本電子電路圖,學(xué)會(huì)使用電子元器件手冊(cè),能制作、調(diào)試、軟件仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)電路,了解數(shù)字電子技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位基本能力和職業(yè)素質(zhì)。由于許多中專升格的高職院校目標(biāo)定位還不夠明確,在辦學(xué)上仍處于探索階段,沒有系統(tǒng)的、適合自身辦學(xué)特色的教材,所以一般都選擇本科院校教材的壓縮版,課程內(nèi)容不適應(yīng)高職教育的特點(diǎn),加上大部分高職生(特別是偏遠(yuǎn)地區(qū))的學(xué)科基礎(chǔ)差、底子較薄,在學(xué)習(xí)的過程中存在著一些不適應(yīng)現(xiàn)象,學(xué)習(xí)效果較差。根據(jù)高職教育教學(xué)“基本理論教學(xué)要以應(yīng)用為目的,以必需、夠用為度”的基本原則要求,就必須從“廣而深”的知識(shí)中選擇、重構(gòu)“少而精”的教學(xué)體系。在教學(xué)內(nèi)容的選擇上就必須考慮實(shí)際工程需要,突出基本理論、基本分析方法和知識(shí)的應(yīng)用,傳統(tǒng)的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)方法像代數(shù)法、卡諾圖法只需要簡(jiǎn)單分析介紹一下,回避繁瑣的集成電路內(nèi)部分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程,著重介紹器件(或集成元器件)的作用、主要參數(shù)、使用方法。如在講授TTL與非門電路原理時(shí),可結(jié)合原理圖作簡(jiǎn)單分析如此:TTL與非門利用T1的多個(gè)發(fā)射級(jí)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“與邏輯”功能,中間級(jí)從T2的集電極和發(fā)射極分別輸出兩個(gè)相位相反的信號(hào),以驅(qū)動(dòng)T3、T4;當(dāng)輸入信號(hào)中有任何一個(gè)為低電平時(shí),都將使T1飽和,T2、T4截止,T3導(dǎo)通,輸出端Y為高電平,當(dāng)輸入信號(hào)全是高電平時(shí),則T1倒置工作狀態(tài),其集電結(jié)正偏,發(fā)射結(jié)反偏,使T2、T4飽和,而T3導(dǎo)通,輸出端Y為低電平。而對(duì)于電路中各個(gè)三極管的導(dǎo)通或截止,電路的輸入、輸出特性,拉電流和灌電流的概念等,不進(jìn)行詳細(xì)的分析和計(jì)算,只要求學(xué)生記住TTL與非門的電壓傳輸特性和噪聲容限等主要結(jié)論、多余輸入端的處理方法和使用中的注意事項(xiàng),注重理論聯(lián)系實(shí)際,以會(huì)用為最大目標(biāo)。另外,適當(dāng)采用清晰的最新的電子元器件實(shí)物照片,努力減小與現(xiàn)實(shí)實(shí)際工程應(yīng)用差距并爭(zhēng)取同步,增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)和進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。這樣的處理,既可以讓這些基本素質(zhì)較差的學(xué)生理解基本原理,又可以從少學(xué)時(shí)中留出足夠的技能訓(xùn)練時(shí)間。
三、以EDA技術(shù)為支撐,將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融為一體 轉(zhuǎn)貼于
《數(shù)字電子技術(shù)》是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課,其基本理論與實(shí)踐技能是許多后續(xù)課程的基礎(chǔ),理論與實(shí)踐的密切結(jié)合,在本門課程中顯得尤為重要。高職教材大多在每章都有演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或綜合設(shè)計(jì),根據(jù)我校實(shí)習(xí)設(shè)備的配備情況,在技能實(shí)訓(xùn)中往往2-5人一組,這樣,經(jīng)常有學(xué)生光看不做,學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性。又由于電子技術(shù)教學(xué)中所涉及的電路圖、電子元件、操作方法和工序都很細(xì)微,設(shè)備或元件故障多等問題,在操作過程中,學(xué)生會(huì)碰到各種不同的問題,教師忙于協(xié)助解決,上課效率無法提高,從而影響了整個(gè)教學(xué)計(jì)劃。根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐,我們把EDA技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué),采用EWB仿真實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形成互補(bǔ),以解決上述問題。即在課堂教學(xué)中,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,運(yùn)用EDA技術(shù)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真,動(dòng)態(tài)配合課堂教學(xué)和做虛擬數(shù)字電路實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生感到如同置身于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境中安裝調(diào)試一樣,形象逼真,讓學(xué)生在不知不覺中學(xué)習(xí),同時(shí)可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、元件少的不足以及避免儀器、元器件的損壞,還可以避免因?qū)嶒?yàn)儀器、元件不足以及儀器、元器件的損壞因素造成實(shí)驗(yàn)失敗給學(xué)生帶來挫折感,保證實(shí)驗(yàn)?zāi)茉诙虝r(shí)間內(nèi)成功演示或驗(yàn)證。為了加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際實(shí)踐能力,開設(shè)了全天開放的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以利用課余時(shí)間結(jié)合硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和EWB虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)等親自完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)等,有些學(xué)生還結(jié)合全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和制作。此舉既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)手能力,又可以為大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培養(yǎng)優(yōu)秀人才。
四、注重課程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是數(shù)字電子技術(shù)理論教學(xué)完成后進(jìn)行的一次綜合性訓(xùn)練,以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)、獨(dú)立設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品和對(duì)電子產(chǎn)品實(shí)際安裝、調(diào)試的能力。學(xué)生經(jīng)過本課程的理論學(xué)習(xí)和技能實(shí)踐后,對(duì)于一些中、小規(guī)模集成電路的工作原理、邏輯功能、使用方法、等基礎(chǔ)知識(shí)已有一定的理解,掌握了電路的基本分析方法和基本設(shè)計(jì)方法,具備了一定的動(dòng)手能力,在期末便可結(jié)合專業(yè)發(fā)展實(shí)際、現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等,有針對(duì)性地進(jìn)行相應(yīng)課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容由指導(dǎo)教師根據(jù)難易分成不同的課題,也可以讓學(xué)生自行選題,由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的掌握情況指定由學(xué)習(xí)較好的學(xué)生擔(dān)任課題負(fù)責(zé)人,其它學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇加入,指導(dǎo)教師要對(duì)課題組成員做宏觀調(diào)配,一般同一小組中應(yīng)該有不同層次的學(xué)生,以達(dá)到優(yōu)秀的學(xué)生帶動(dòng)較差的學(xué)生共同進(jìn)步的目標(biāo)。
在課程設(shè)計(jì)中,在確定設(shè)計(jì)方案、電路邏輯功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、主要參數(shù)和芯片等元器件的選擇、電路仿真、安裝調(diào)試、故障排除等,遇到問題時(shí),除了本組成員之間相互討論外,各小組之間也可以參與其中,相互交流,指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)審查,作好啟發(fā)、引導(dǎo)工作并幫助學(xué)生解決疑難問題。對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生,加強(qiáng)輔導(dǎo)與檢查;對(duì)學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生,適當(dāng)提高要求,結(jié)合工程實(shí)際,增大設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新性,以充分挖掘?qū)W生的潛力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
通過開展課程設(shè)計(jì),全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)作風(fēng)、實(shí)驗(yàn)技能以及綜合分析、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力,使學(xué)生具有創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)精神和實(shí)踐能力,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。
五、開展多樣化教學(xué),繼續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量
可以開展諸如項(xiàng)目課程,該教學(xué)過程需要不斷地變換教學(xué)組織形式,比如完成工作任務(wù)時(shí)需要采用小組形式,集體講授時(shí)需要采用班級(jí)形式,討論問題時(shí)又需要采用小組形式。在實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)時(shí),相當(dāng)多的需要模擬企業(yè)組織活動(dòng)結(jié)構(gòu),讓學(xué)習(xí)者“身臨其境”。為了適應(yīng)這種不斷變化的教學(xué)組織形式的要求,學(xué)校的教學(xué)場(chǎng)所,包括課堂桌椅都要做相應(yīng)變化。
項(xiàng)目化教學(xué)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,分析問題、解決問題、自我探究、自主學(xué)習(xí)和口頭表達(dá)等能力得到很好的發(fā)展,并形成了良好學(xué)習(xí)品質(zhì)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中互相幫助,加強(qiáng)了團(tuán)結(jié)合作意識(shí),增進(jìn)了同學(xué)間的相互了解。這樣既學(xué)到了知識(shí),提高了學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力得到很好的培養(yǎng)和鍛煉,還增強(qiáng)了探索創(chuàng)新精神。
最后,數(shù)字電子技術(shù)課程的電子課程標(biāo)準(zhǔn)、電子教案、多媒體課件都放在校園網(wǎng)上,學(xué)生能通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí),我們還通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)向?qū)W生提供各種試題庫和單元測(cè)試資源,給學(xué)生布置作業(yè),進(jìn)行網(wǎng)上作業(yè)的批閱、網(wǎng)上教學(xué)答疑,師生互評(píng)等教學(xué)活動(dòng),有效延伸學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間。這種學(xué)習(xí)模式充分發(fā)揮信息網(wǎng)絡(luò)的開放性、交互性、共享性、超媒體、大容量等優(yōu)勢(shì),國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要也提出要強(qiáng)化信息技術(shù)的應(yīng)用,鼓勵(lì)學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí),增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)分析解決問題能力。
改革的方法
1.設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容的改革
對(duì)于“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”題目的選擇尤為重要。首先,設(shè)計(jì)的題目要夠多,這樣學(xué)生的可選擇性才夠大;其次,設(shè)計(jì)內(nèi)容要新穎有趣,有一定的使用價(jià)值,每個(gè)題目都可以鞏固學(xué)習(xí)電子技術(shù)課程重要的知識(shí)點(diǎn),比如:電壓超限報(bào)警電路的設(shè)計(jì)可鞏固學(xué)習(xí)比較器和555電路以及各種邏輯門的使用;編碼電子鎖的設(shè)計(jì)可鞏固學(xué)習(xí)觸發(fā)器和門電路;多路數(shù)據(jù)巡回檢測(cè)電路會(huì)用到包括寄存器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器等多個(gè)中等規(guī)模集成電路的內(nèi)容;廣告燈控制電路包括了可逆計(jì)數(shù)、逐位顯示和蜂鳴報(bào)警電路等單元部分,會(huì)用到顯示譯碼器、計(jì)數(shù)器和555電路等電子知識(shí)。指導(dǎo)教師在告訴學(xué)生設(shè)計(jì)題目的同時(shí)還要把實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有資源給學(xué)生講清楚,學(xué)生可在這些限定的條件下進(jìn)行設(shè)計(jì),比如:實(shí)驗(yàn)室可提供的觸發(fā)器只有D觸發(fā)器,邏輯門只有與非門。這樣,學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中用到其他的觸發(fā)器和邏輯門時(shí)可以相應(yīng)地改成實(shí)驗(yàn)室已有的器件。這就要求他們要熟練地掌握課本上的理論知識(shí),能夠隨機(jī)應(yīng)變。當(dāng)然如果實(shí)驗(yàn)室確實(shí)無法提供器件,也要鼓勵(lì)學(xué)生自己去購(gòu)買,這使得他們熟悉了更多新型電子器件的規(guī)格和功能,提高他們親歷親為的能力和學(xué)習(xí)興趣。
2.預(yù)設(shè)計(jì)方案的確立
進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)時(shí)要鼓勵(lì)學(xué)生用模塊化的分析和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué)生通過查閱資料,根據(jù)設(shè)計(jì)要求自行確定實(shí)施方案,給學(xué)生提供更大的自,使學(xué)生能夠相對(duì)獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)踐,充分揚(yáng)其所長(zhǎng)。由于學(xué)生受到知識(shí)面的限制和其他主、客觀原因的影響,初步的設(shè)計(jì)方案難免存在遺漏和錯(cuò)誤,教師要對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)行把關(guān),保證他們的設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)基本功能。同時(shí),也可通過集體答疑的方式組織學(xué)生公開講解設(shè)計(jì)方案,讓學(xué)生互找問題、討論解決方法,從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的目的。這些方法增強(qiáng)了教學(xué)的互動(dòng)性,同時(shí)也為學(xué)生提供了充分發(fā)揮個(gè)人能力的空間,調(diào)動(dòng)了學(xué)生們學(xué)習(xí)和創(chuàng)作的積極性。初步的設(shè)計(jì)方案確定以后就要進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。Multisim是非常適合模擬/數(shù)字電路仿真的軟件,它提供了大量的仿真元件模型,且儀器儀表種類之多是很多電子實(shí)驗(yàn)室無法比擬的。通過Multisim進(jìn)行功能仿真可以發(fā)現(xiàn)一些設(shè)計(jì)中存在的問題,進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,提高了學(xué)生的實(shí)踐能力,也使學(xué)生掌握了電子仿真軟件的使用方法,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。最后,學(xué)生把初步的設(shè)計(jì)方案上升到理論的高度,寫出一份詳細(xì)的預(yù)設(shè)計(jì)報(bào)告,包括設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、總體方案的設(shè)計(jì)、單元電路的設(shè)計(jì)、元器件的選擇與參數(shù)計(jì)算,畫出總體電路圖,列出所用元器件的詳細(xì)列表和參考文獻(xiàn)。這樣,做到設(shè)計(jì)思路清晰明了,為后面的安裝調(diào)試做好充分的準(zhǔn)備。
3.安裝調(diào)試
按照自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行安裝調(diào)試,是學(xué)生非常期待也是最能得到滿足感的一個(gè)環(huán)節(jié)。按照預(yù)設(shè)計(jì)報(bào)告中元器件列表領(lǐng)取器件,然后分模塊進(jìn)行安裝。在這個(gè)環(huán)節(jié)指導(dǎo)教師要引導(dǎo)學(xué)生注意整體布局的美觀、規(guī)范,比如:電源線和地線要分開,各成一列,并分別用不同顏色的導(dǎo)線進(jìn)行區(qū)分。在確定安裝無誤的情況下進(jìn)行通電調(diào)試。在調(diào)試階段,有些學(xué)生只要發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不對(duì)就手忙腳亂無從下手,指導(dǎo)教師要引導(dǎo)學(xué)生從信號(hào)輸入的一端開始逐個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試,排除故障的方法要從大范圍到小范圍,最終找到故障的確切地點(diǎn)。在調(diào)試過程中要啟發(fā)學(xué)生自己查找、分析原因,找到解決的方法。通過調(diào)試使學(xué)生加深對(duì)電路工作原理的理解,學(xué)會(huì)調(diào)試電路查找故障的方法。調(diào)試完畢后,不要馬上拆線交給老師完事,指導(dǎo)老師要鼓勵(lì)學(xué)生用調(diào)試好的電路做實(shí)驗(yàn),例如:可以對(duì)單元電路的輸出進(jìn)行實(shí)際的測(cè)算,并跟理論分析結(jié)果進(jìn)行比較,進(jìn)一步理解電路的特性。這樣做可以通過課程設(shè)計(jì)為學(xué)生提供鍛煉的平臺(tái),提高學(xué)生的實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)積極性。
4.撰寫總結(jié)報(bào)告
總結(jié)報(bào)告是學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)全過程的系統(tǒng)總結(jié),不能等同于平時(shí)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,因此,學(xué)生應(yīng)按規(guī)定的格式進(jìn)行書寫??偨Y(jié)報(bào)告的圖紙要規(guī)范,所有圖紙都按工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求。這樣可提高學(xué)生的方案表達(dá)能力、工程制圖能力和科技寫作能力等基本綜合素質(zhì),為畢業(yè)論文的書寫打下基礎(chǔ)。
5.建立完善的成績(jī)?cè)u(píng)定體系是保證課程設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵
在注重結(jié)論正確的同時(shí),應(yīng)該強(qiáng)調(diào)整個(gè)設(shè)計(jì)方案實(shí)施的全過程。成績(jī)?cè)u(píng)定包含五個(gè)部分:一是預(yù)設(shè)計(jì)方案的正確性與合理性及仿真的結(jié)果,占總成績(jī)的25%;二是實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力(包括安裝工藝水平、儀器使用、調(diào)試過程中分析和解決問題的能力以及創(chuàng)新精神等),占總成績(jī)的30%;三是學(xué)生的答辯情況,占總成績(jī)的10%;四是設(shè)計(jì)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神,占總成績(jī)的10%;五是總結(jié)報(bào)告(包括方案的論證、調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決方法、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析、收獲和體會(huì)等)占總成績(jī)的25%。這樣一種相對(duì)完善的成績(jī)?cè)u(píng)定體系使學(xué)生在課程設(shè)計(jì)的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都能認(rèn)真對(duì)待,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
改革的效果
1.培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的興趣,增強(qiáng)了學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的信心由于設(shè)計(jì)題目與實(shí)際緊密聯(lián)系,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自覺性,學(xué)生在獨(dú)立完成電路后興奮不已,很多同學(xué)對(duì)自己設(shè)計(jì)并調(diào)試成功的電路愛不釋手。
2.提高了學(xué)生多方面的能力在動(dòng)手實(shí)踐設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生們從通過查找資料給出預(yù)設(shè)計(jì)方案到互相配合著進(jìn)行安裝調(diào)試,最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,每一環(huán)節(jié)都發(fā)揮了他們的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,提高了分析和解決各種問題的能力以及相互合作的能力。
結(jié)束語
關(guān)鍵詞 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè);工程應(yīng)用型本科;教學(xué)模式
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1671-489X(2013)27-0081-03
1 引言
電氣專業(yè)是一個(gè)應(yīng)用范圍很廣的工程應(yīng)用專業(yè),它的培養(yǎng)目標(biāo)要求學(xué)生除了掌握一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)外,還要注重實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,石河子大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)在教學(xué)過程中積極探索適合于工程應(yīng)用型本科專業(yè)人才培養(yǎng)的“雙體系兩結(jié)合”教學(xué)模式,制訂專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃,開展各項(xiàng)教學(xué)工作,使學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力明顯得到提高。
2 構(gòu)建“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的理論教學(xué)體系
“雙體系兩結(jié)合”的教學(xué)模式指理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并舉,兩者相互影響,促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際工程的結(jié)合。本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是基礎(chǔ)扎實(shí),知識(shí)面較寬,具有學(xué)習(xí)新知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)創(chuàng)造和開拓事業(yè)的能力,能夠從事與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、電氣設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、信息處理、生產(chǎn)管理等工作的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才。為此,在專業(yè)的理論教學(xué)體系構(gòu)建中,按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑”構(gòu)建知識(shí)體系?!昂窕A(chǔ)”包括人文社科、公共、學(xué)科基礎(chǔ)三大模塊課程,“寬口徑”體現(xiàn)在專業(yè)課打通并設(shè)置在學(xué)科基礎(chǔ)課中。
1)人文社科、公共、學(xué)科基礎(chǔ)由公共基礎(chǔ)、相關(guān)知識(shí)、專業(yè)拓展等系列課程構(gòu)成,使學(xué)生在基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和相關(guān)領(lǐng)域等方面,全面提高其綜合素質(zhì)和多角度的科學(xué)思維方法,培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)能力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>
2)學(xué)科基礎(chǔ)主要由電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電氣測(cè)量等系列課程構(gòu)成,使學(xué)生獲得電氣工程基本知識(shí),并充分考慮了將來專業(yè)口徑的拓寬,為專業(yè)學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
3)專業(yè)基礎(chǔ)主要由自動(dòng)控制原理、電機(jī)學(xué)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、電力電子技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用等專業(yè)課、限選課、任選課等組成。教授學(xué)生掌握專業(yè)系統(tǒng)知識(shí),著重培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力。
4)在專業(yè)課中設(shè)置了兩個(gè)專業(yè)方向課程群——電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化和電力電子與電氣傳動(dòng),學(xué)生可以根據(jù)專業(yè)方向選擇相應(yīng)的課程。
5)開設(shè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程和綜合教育課程。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程借助因特網(wǎng)開設(shè)學(xué)科前沿類課程,綜合教育類課程則鼓勵(lì)學(xué)生開展各類學(xué)科競(jìng)賽、科研訓(xùn)練、科技創(chuàng)作、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、社會(huì)實(shí)踐及相關(guān)文化素質(zhì)教育活動(dòng)。
3 構(gòu)建推進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)體系
實(shí)踐教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高學(xué)生實(shí)踐能力有著特別重要的作用。實(shí)驗(yàn)中心建立了與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合,以能力培養(yǎng)為核心,涵蓋基本性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),滿足不同層次人才培養(yǎng)需要的教學(xué)體系。此教學(xué)體系分為兩大部分。
3.1 課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
這部分實(shí)驗(yàn)為理論課程同步實(shí)驗(yàn),主要目的是配合課程的學(xué)習(xí),加深對(duì)理論的理解。
1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),是與理論教學(xué)密切相關(guān)、協(xié)調(diào)配合的實(shí)驗(yàn)教學(xué),由“電路理論實(shí)驗(yàn)”“模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”“數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)”“電機(jī)學(xué)”和“自動(dòng)控制原理”實(shí)驗(yàn)構(gòu)成。同時(shí),對(duì)于電機(jī)學(xué)和自動(dòng)控制原理課程,既可以采用試驗(yàn)臺(tái)做實(shí)驗(yàn),也可以采用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與理論、實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來。
2)綜合性實(shí)驗(yàn)。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將多個(gè)實(shí)驗(yàn)綜合,使學(xué)生具備初步的綜合應(yīng)用能力。
3)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。此類實(shí)驗(yàn)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在給出設(shè)計(jì)目標(biāo)后,學(xué)生自行利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)出滿足設(shè)計(jì)要求的實(shí)驗(yàn)方案,由電子線路設(shè)計(jì)、電子線路仿真、應(yīng)用電子系統(tǒng)開發(fā)等設(shè)計(jì)項(xiàng)目構(gòu)成,并向校內(nèi)學(xué)生開放,為學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供了很好的環(huán)境和條件。
3.2 集中實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)
1)技能訓(xùn)練。
①機(jī)械制造實(shí)習(xí)。第二學(xué)期在機(jī)電學(xué)院實(shí)習(xí)工廠進(jìn)行,時(shí)間為2周,學(xué)生分組進(jìn)行車、銑、刨、磨、鉗、焊等工種操作,使學(xué)生對(duì)工廠的情況有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí),初步掌握冷加工方法與操作過程,了解機(jī)床設(shè)備等。
②電工實(shí)訓(xùn)。第五學(xué)期在機(jī)電學(xué)院電氣工程實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行,時(shí)間為2周,每人必須獨(dú)立完成實(shí)際操作練習(xí)。通過各種工藝的講解和實(shí)際操作練習(xí),使學(xué)生掌握常用電工工具和工藝知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,為今后從事電氣工程技術(shù)工作打下初步的基礎(chǔ)。通過電工實(shí)訓(xùn)使學(xué)生達(dá)到“維修電工中級(jí)”職業(yè)技能水平。
③EDA實(shí)踐。第五學(xué)期在機(jī)電學(xué)院電氣工程實(shí)驗(yàn)室中心完成,時(shí)間為2周。通過對(duì)電路設(shè)計(jì)軟件、繪圖軟件的學(xué)習(xí),完成電子電路仿真設(shè)計(jì)、原理圖繪制和印制電路板設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試等。
2)專業(yè)實(shí)驗(yàn)。第七學(xué)期在機(jī)電學(xué)院電氣工程實(shí)驗(yàn)中心完成,時(shí)間為1周,目的是使學(xué)生建立電力系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)的整體概念,從而培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和分析問題的能力。專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)分為電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)和電氣自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn),學(xué)生可任選其中一個(gè),實(shí)驗(yàn)完成后,提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
3)課程設(shè)計(jì)。
①電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)。第五學(xué)期在機(jī)電學(xué)院電氣工程實(shí)驗(yàn)室中心完成,時(shí)間為2周,每人一題,完成電子電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試、仿真。該環(huán)節(jié)著重提高學(xué)生在電子技術(shù)方面的實(shí)踐技能,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,使學(xué)生初步掌握工程設(shè)計(jì)方法和實(shí)踐的基本技能。完成后提交設(shè)計(jì)說明書。
②綜合課程設(shè)計(jì)。第七學(xué)期在校內(nèi)完成,時(shí)間為2周,每人一題,目的是使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論與實(shí)踐知識(shí),按要求完成設(shè)計(jì)內(nèi)容,有實(shí)驗(yàn)條件的完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。該課程設(shè)計(jì)分為電力系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)和電氣自動(dòng)化綜合課程設(shè)計(jì),前者主要完成發(fā)電廠、變電所的初步設(shè)計(jì),后者主要完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試。學(xué)生可任選一個(gè),完成后提交設(shè)計(jì)說明書。
4)專業(yè)實(shí)習(xí)。
①認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)地點(diǎn)為天富電力股份有限公司、天業(yè)化工、銀河紡織有限公司、昌吉特變、農(nóng)副產(chǎn)品加工廠等企業(yè),于第三學(xué)期進(jìn)行,時(shí)間為1周,實(shí)習(xí)方式為現(xiàn)場(chǎng)參觀。通過認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)激發(fā)學(xué)生熱愛所學(xué)專業(yè)和奮發(fā)學(xué)習(xí)的熱情;通過參觀火力發(fā)電廠、水電站、變電站,初步認(rèn)識(shí)電力的生產(chǎn)、變換和輸送過程,認(rèn)識(shí)電氣設(shè)備在實(shí)際工作中的應(yīng)用情況,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。完成后提交實(shí)習(xí)報(bào)告。
②畢業(yè)實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)地點(diǎn)為天富電力股份有限公司等實(shí)習(xí)基地,于第七學(xué)期完成,時(shí)間為4周,學(xué)生分組進(jìn)行,采用工程技術(shù)人員專題講座與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)相結(jié)合的方式。通過實(shí)習(xí),深入了解發(fā)電廠生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)以及計(jì)算機(jī)在發(fā)電廠中的應(yīng)用情況,為畢業(yè)設(shè)計(jì)搜集資料等。完成后提交實(shí)習(xí)報(bào)告。
5)畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)于第八學(xué)期在校內(nèi)進(jìn)行,時(shí)間為16周,采用導(dǎo)師制,雙向選擇,每生一題,也可與簽約單位聯(lián)合完成實(shí)際課題。設(shè)計(jì)期間要求學(xué)生調(diào)查研究,收集資料,綜合運(yùn)用4年所學(xué)的知識(shí),完成方案比較、分析、論證,理論研究、設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)說明書的編寫等,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的綜合能力。
這樣,在教學(xué)安排上加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),增加了大型綜合實(shí)驗(yàn)周、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間。目前專業(yè)集中實(shí)踐周由原來的28周增加到32周,占教學(xué)總周數(shù)的比例達(dá)到20%。同時(shí),在理論課程教學(xué)中,開設(shè)實(shí)驗(yàn)比重增加,專業(yè)主干課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)占總課時(shí)達(dá)20%,實(shí)踐環(huán)節(jié)課時(shí)比例大大提高,課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課時(shí)達(dá)210課時(shí),實(shí)驗(yàn)開出率達(dá)到100%。
4 改革教學(xué)方法和手段,改善教學(xué)效果
4.1 實(shí)行實(shí)驗(yàn)室全天開放
在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中,學(xué)科基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)實(shí)行全開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,如電路實(shí)驗(yàn)、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)和電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn);實(shí)行全開放實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生在完成全部必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后,可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣和能力,自擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,自主安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間,自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)施“全開放”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,大大增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、分析與解決實(shí)際問題的能力,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。
4.2 積極開展第二課堂活動(dòng)
有計(jì)劃引導(dǎo)學(xué)生參加各種有益學(xué)生身心健康、擴(kuò)展知識(shí)面、開拓視野、培養(yǎng)能力的活動(dòng),開展自主實(shí)驗(yàn)、自主設(shè)計(jì)、自主實(shí)習(xí)等以學(xué)生為主體的自主性實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),以提高學(xué)生的綜合能力和全面素質(zhì);組織學(xué)生參加各種學(xué)術(shù)交流活動(dòng),以擴(kuò)大視野、啟發(fā)科學(xué)思維,創(chuàng)造條件把學(xué)生引導(dǎo)到各種科學(xué)研究活動(dòng)中去,他們可以參加大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造大賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽“挑戰(zhàn)杯”、大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽等,參加教師的科學(xué)研究工作。通過第二課堂活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)思想、敢于創(chuàng)新的精神、分析解決工程實(shí)際問題的能力。
5 結(jié)束語
本文圍繞工程應(yīng)用型本科電氣工程及其自動(dòng)化人才的培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合石河子大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)建設(shè)發(fā)展情況和專業(yè)特色,介紹構(gòu)建“雙體系兩結(jié)合”教學(xué)模式的探索思路與實(shí)施過程。按照“雙體系兩結(jié)合”的教學(xué)模式制訂專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃,構(gòu)建“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的理論教學(xué)體系與遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)體系,突出工程素質(zhì)培養(yǎng),理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重,改革教學(xué)方法和手段,改善教學(xué)效果,開展各項(xiàng)教學(xué)工作,學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力明顯提升,得到用人單位的認(rèn)可。
參考文獻(xiàn)
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1 優(yōu)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案,構(gòu)建多層次的實(shí)踐教學(xué)體系
應(yīng)用型本科院校是最近十幾年,大學(xué)的精英化教育向大眾化教育轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物,在人才培養(yǎng)中還存在各種不可避免的問題。電子類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中存在4個(gè)方面的問題:(1)過于追求理論知識(shí)體系的完整性,輕視實(shí)踐教學(xué)的地位;(2)教學(xué)內(nèi)容方面,驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)偏多,設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)偏少,實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊;(3)年輕教師多,師資力量薄弱,教學(xué)實(shí)踐能力有待提高;(4)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)實(shí)踐基地投入不足。
針對(duì)以上問題積極開展教學(xué)研究與改革,構(gòu)建起與應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)體系,以確保所培養(yǎng)人才的綜合素質(zhì)符合社會(huì)需求。根據(jù)電子信息類專業(yè)應(yīng)用范圍廣泛,行業(yè)需求呈現(xiàn)“多方向、重專長(zhǎng)”的特點(diǎn),我校組織相關(guān)教師、專家對(duì)專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行了修訂和完善。以“寬口徑,厚基礎(chǔ),重實(shí)踐”為宗旨,按綜合素質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求,即知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)及人文社科素質(zhì)[3],對(duì)舊的課程體系進(jìn)行調(diào)整,建立三大教育模塊:通識(shí)教育模塊、技能教育模塊和專業(yè)教育模塊。專業(yè)教育模塊中的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí),模塊與模塊之間層層遞進(jìn)、相互支撐、有機(jī)結(jié)合。
以2012級(jí)電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)方案為例,教學(xué)計(jì)劃中與專業(yè)緊密相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)課程如圖1所示。實(shí)踐教學(xué)貫穿于大學(xué)四年,實(shí)踐環(huán)節(jié)根據(jù)各年級(jí)的理論知識(shí)深度,層次分明、循序漸進(jìn)地安排相應(yīng)的實(shí)踐課程和內(nèi)容。為了突出實(shí)踐應(yīng)用能力的主線,我們?cè)黾恿藢?shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的總學(xué)時(shí)數(shù)。從表1可以看出,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)總學(xué)時(shí)數(shù)達(dá)到教學(xué)計(jì)劃總學(xué)時(shí)的40%,學(xué)分比例為24%,大大增加了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。
圖1 大學(xué)四年實(shí)踐課程結(jié)構(gòu)圖
表1 實(shí)踐課程的學(xué)分學(xué)時(shí)比例
2 開設(shè)項(xiàng)目式設(shè)計(jì)型實(shí)踐課程,提高學(xué)生實(shí)踐水平
實(shí)踐教學(xué)課程的設(shè)置既要強(qiáng)調(diào)知識(shí)與技能的融合,又要強(qiáng)調(diào)思維與能力的培養(yǎng)[4,5]。特別是在高年級(jí)的設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)上,要力求先進(jìn)、新穎、實(shí)用、有趣、理論聯(lián)系實(shí)際,既要注重基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固,又要將電子信息的新技術(shù)引入教學(xué),以達(dá)到對(duì)學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高的要求。
在專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面,大幅降低驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的比例,增加綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的比例,課程設(shè)計(jì)、綜合設(shè)計(jì)等全部采用設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)方式。如電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程,全部采用項(xiàng)目式設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的方式,內(nèi)容包括計(jì)數(shù)器系統(tǒng)、鎖相環(huán)系統(tǒng)、差分放大器、運(yùn)算放大器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、高效率音頻功率放大器,線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源設(shè)計(jì)8個(gè)專題的應(yīng)用性內(nèi)容。強(qiáng)調(diào)功能電路模塊的設(shè)計(jì)與電子測(cè)試能力培養(yǎng),鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造性思維能力。
在每學(xué)年2周的暑期教學(xué)實(shí)踐周,我們精心設(shè)計(jì)了3個(gè)循序漸進(jìn)的教學(xué)實(shí)踐系列課程,有效提高了學(xué)生的實(shí)踐水平。一年級(jí)的教學(xué)實(shí)踐I:軟硬件基本訓(xùn)練,包括C語言強(qiáng)化訓(xùn)練(軟件實(shí)踐)和基本焊接技術(shù)(硬件實(shí)踐)兩部分,旨在提高學(xué)生C語言的實(shí)際應(yīng)用能力,掌握電子電氣的基本工藝,為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。二年級(jí)的教學(xué)實(shí)踐II:軟硬件提高訓(xùn)練,是在學(xué)生掌握必要的模擬、數(shù)字電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)之后開設(shè)的實(shí)踐類課程,也分軟件實(shí)踐和硬件實(shí)踐兩部分。教學(xué)內(nèi)容包括MATLAB編程綜合訓(xùn)練(軟件)、電子產(chǎn)品(收音機(jī))的組裝和調(diào)試(硬件)以及EWB數(shù)字鐘(仿真)三部分內(nèi)容。該教學(xué)實(shí)踐旨在全面提高學(xué)生的編程綜合能力、硬件電路設(shè)計(jì)與調(diào)試能力,掌握數(shù)字電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法。三年級(jí)教學(xué)實(shí)踐III:軟硬件綜合訓(xùn)練,是讓學(xué)生將前三年的基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用。目前開設(shè)的專題有數(shù)字調(diào)諧接收系統(tǒng)、高級(jí)語言程序開發(fā)系統(tǒng)、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽前培訓(xùn)系統(tǒng)、基于FPGA的簡(jiǎn)易波形發(fā)生器、基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)、PCB板的設(shè)計(jì)與制作等。通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生在各種電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、搭接、制作、安裝、調(diào)試等方面得到全面鍛煉,充分發(fā)揮主動(dòng)性和創(chuàng)造性。
3 完善實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè),加強(qiáng)校企合作
實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地是培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型高素質(zhì)人才所必備的硬件條件。雖然我院建院時(shí)間較短,但在學(xué)校的大力支持下,我們有計(jì)劃、有針對(duì)性地規(guī)劃和建設(shè)了必要的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,滿足了實(shí)踐教學(xué)的需要。目前已投入使用的實(shí)驗(yàn)室包括微機(jī)接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室、通信原理實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室、嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、FPGA實(shí)驗(yàn)室、光纖通信實(shí)驗(yàn)室、電力電子實(shí)驗(yàn)室、PLC實(shí)驗(yàn)室等,確保實(shí)踐課程的順利開設(shè)。為滿足部分學(xué)生在課外時(shí)間進(jìn)行科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的需求,我們建立了擁有60套完整實(shí)驗(yàn)設(shè)備的開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和智能車實(shí)驗(yàn)室。這些實(shí)驗(yàn)室由學(xué)生自主管理,完全開放,為學(xué)生參加課外科技活動(dòng)、學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)等提供了硬件保障。此外,我校還與臺(tái)灣盛群半導(dǎo)體有限公司聯(lián)合建立了HOLTEK單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室,探索出一條校企合作與創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合的新路子。
應(yīng)用型本科電子類人才的培養(yǎng),尤其應(yīng)該突出工程實(shí)踐能力和工程素質(zhì)的全面培養(yǎng),實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)不可缺[6]。在校內(nèi),我們投入5 000多萬元在理工大樓建起校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地,用于金工實(shí)習(xí)、電子工藝(工業(yè)級(jí)PCB制板、貼片流水生產(chǎn)線)、通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電子系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、維修電工培訓(xùn)、儀表與過程控制、柔性裝配系統(tǒng)、西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等多種類型的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)。在校外,我們與廈門華僑電子股份有限公司、廈門錦江電子有限公司、廈門華聯(lián)電子有限公司、廈門優(yōu)迅高速芯片有限公司等多家單位共建實(shí)習(xí)基地,保持良好的合作關(guān)系,供學(xué)生參觀實(shí)習(xí)。通過校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn),學(xué)生不僅掌握了相關(guān)的電子、通信技術(shù),而且積累了工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提高了工程素質(zhì)。
4 專職教師參與實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)復(fù)合型教師隊(duì)伍
2003年建系之初,電子工程系絕大部分課程的教學(xué)依賴本校信息學(xué)院的教師。隨著學(xué)校發(fā)展及專業(yè)建設(shè)需求,學(xué)校大力加強(qiáng)專任師資建設(shè),不斷優(yōu)化學(xué)科專業(yè)教師梯隊(duì)結(jié)構(gòu)。鑒于電子工程系對(duì)教師工程實(shí)踐能力的要求較高,針對(duì)現(xiàn)有師資隊(duì)伍存在的問題,學(xué)校在加大教師引進(jìn)和培養(yǎng)力度的同時(shí),建立校內(nèi)與校外、專職與兼職相結(jié)合的開放式用人機(jī)制,逐步構(gòu)建不同層次、不同背景的專業(yè)師資隊(duì)伍,基本滿足理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的需要。
為了提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量,突出辦學(xué)特色,信息學(xué)院要求所有專職教師除了承擔(dān)理論教學(xué)工作外,必須參與實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),鼓勵(lì)教師積極參與實(shí)踐教學(xué)改革。如參與人才培養(yǎng)方案的修訂,講授課程配套基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),開設(shè)實(shí)踐教學(xué)新課程,講授實(shí)驗(yàn)周課程,編寫實(shí)踐課程講義,指導(dǎo)學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新項(xiàng)目等。此外,我校不斷引進(jìn)具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)高級(jí)技術(shù)人才到學(xué)校任教或兼職,改善師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu),提升教師的實(shí)踐教學(xué)和科研水平。
5 依托學(xué)科競(jìng)賽,加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)
參與學(xué)科競(jìng)賽是學(xué)生提升實(shí)踐能力的重要方式之一。電子信息類學(xué)科競(jìng)賽注重基礎(chǔ)理論知識(shí)與綜合能力的結(jié)合,設(shè)計(jì)計(jì)算與制作測(cè)試的結(jié)合,電子技術(shù)基礎(chǔ)與多專業(yè)內(nèi)容的結(jié)合,傳統(tǒng)器件與新型器件的結(jié)合,具有良好的導(dǎo)向性。我校非常重視電子競(jìng)賽、智能車競(jìng)賽、單片機(jī)競(jìng)賽等學(xué)科競(jìng)賽的組織,積極開展多種形式的培訓(xùn)、宣講會(huì)和經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)。自2008年以來,我校學(xué)生在各類學(xué)科競(jìng)賽中成績(jī)優(yōu)異。如參加福建省或全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,獲得全國(guó)二等獎(jiǎng)3項(xiàng),省一等獎(jiǎng)12項(xiàng);參加“飛思卡爾”智能車競(jìng)賽,獲得全國(guó)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng);參加福建省“盛群杯”單片機(jī)設(shè)計(jì)競(jìng)賽,獲得特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)5項(xiàng);在“挑戰(zhàn)杯”系列賽事中,獲得福建省特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。迄今為止,我系學(xué)生共發(fā)表了8篇EI檢索論文。通過在學(xué)科競(jìng)賽中積累經(jīng)驗(yàn),提升能力,學(xué)生不僅培養(yǎng)了學(xué)科素養(yǎng),而且為低年級(jí)學(xué)生樹立了良好的榜樣。通過學(xué)生的專業(yè)社團(tuán)活動(dòng),如電子科技協(xié)會(huì)的定期培訓(xùn),高年級(jí)學(xué)生對(duì)低年級(jí)學(xué)生起到了傳幫帶的作用,形成了學(xué)科競(jìng)賽文化的良好傳承,對(duì)于引導(dǎo)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)、刻苦鉆研、形成良好的學(xué)習(xí)氛圍起到了積極的促進(jìn)作用。