時間:2023-03-10 15:08:04
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇電子技術課程設計總結,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
本課程的重點是電路設計,內容側重綜合應用所學知識,設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求,通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程,培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力,培養學生創新實踐的能力。電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求,通過查閱資料、調查研究等,獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試,并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。
具體地說,學生通過課程設計教學實踐,應達到以下基本要求:建立電子系統的概念,綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計;掌握電子系統設計的基本方法,了解電子系統設計中的關鍵技術;進一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法;進一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學會撰寫課程設計總結報告;培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。
2.電子技術課程設計的教學過程
電子技術課程設計是在教師指導下,學生獨立完成課題,達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練,要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識,因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。教學環節可以分為以下四個部分。
2.1課堂講授。
課程設計開始前,需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學,明確課程設計的要求,主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。在課堂教學環節中,指導老師介紹課題的基本情況與要求,要求學生從多個課題中選擇一個。
2.2設計與調試環節。
2.2.1前期準備、方案及電路設計。
前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材,根據技術指標,進行方案分析、論證和計算,獨立完成設計。設計工作內容如下:題目分析、系統結構設計、具體電路設計。學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計,通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算,稱為預設計階段,包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設計總學時的30%。
2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試,指標測試等。
在安裝與調試這個階段,要求學生運用所學的知識進行安裝和調試,達到任務書的各項技術指標。預設計經指導教師審查通過后,學生即可購買所需元器件等材料,并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路(并制作相應電路板),使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點,所需時間約占總學時的50%。
2.3撰寫總結報告,總結交流與討論。
撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告,不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結,而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面:系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應對以下幾部分進行說明:設計進程記錄,設計方案說明、比較,實際電路圖,功能與指標測試結果,存在的問題及改進意見,等等。總結報告具體內容如下:課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調試的內容,包括使用的主要儀器和儀表;調試電路的方法和技巧;測試的數據和波形并與計算結果比較分析;調試中出現的故障、原因及排除方法。總結設計電路的特點和方案的優缺點,指出課題的核心及實用價值,列出系統需要的元器件清單,列出參考文獻,收獲、體會,并對本次設計提出建議。
2.4成績評定。
課程的實踐性不僅體現實際操作能力,而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此,課程設計的考核分為以下部分:設計方案的正確性與合理性。設計成品:觀察實驗現象,是否達到技術要求。(安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力)實驗報告:實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯:考查學生實際掌握的能力和表達能力,設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神,等等。
3.電子技術課程設計的步驟
中圖分類號:G642;TN702 文獻標識碼:A
一、電子技術課程設計現狀
目前,有很多的高校電子技術課程還處于研究的初級階段,在課程內容的設計和實施方面存在許多困難。但是少數的重點院校在進行了課程設計改革后都取得了良好的效果,甚至開發出了很多的課程設計項目。經探索發現限制電子技術課程設計的原因有很多,其主要的原因就是實驗的安全性和經費的限制。
二、電子技術課程的工作過程定位
所謂工作過程就是指為了完成一項工作并且為了獲得良好成果而實施的完整工作程序,工作過程對課程設計具有極為重要的作用,不僅要對工作任務進行歸納總結,還得分析其工作的過程,才能從中學習并掌握相應的知識與能力。要想正確地定位工作過程,就要形成以學生為本的教學定位,突出工作過程的特征,研發出項目化及課程化的教學構成體系。
三、電子技術課程的設計與教學改革
1.電子技術課程設計與內容
為了學生能在畢業后更好地就業,學校的教育應該與企業的需求相結合,以崗位需求和國家標準作為行動標準,以就業素質為基礎,進行教學內容的改革,培養學生的綜合素質能力。為了更加貼合就業市場,我們可以分析市場上的電子企業,針對其特點及發展趨勢,制訂學校的教學任務與目標;還可以根據行業中的專業技術規律分析其工作過程中的典型細節,把電子類專業的課程分為幾個不同的領域分別進行指導與教學。要讓學生能夠在課程的學習中學會分析、計算和實際操作與設計,電子技術課程的內容選擇需要以基礎知識為核心,并注重可持續發展的原則,依據課程的教學內容,布置實踐與理論相結合的項目任務。
2.電子技術課程設計的教學改革與實施
(1)變革教學手段。按照以工作過程為導向的任務驅動型課程的開發思路,使用各式各樣以學生為本的教學手段,能夠更加有效地激發學生的學習興趣,加強教師與學生間的互動,提升學生對于電子技術這門課程的學習積極性,改善教學的效果。在課堂教學中,教師可以使用案例、演示及研究式教學方法,在課堂上增加教師的演示環節,讓學生對電子器件有深刻地認識,而通過設置情境并提出問題讓學生自己模擬實施的教學方式,能使學生具備解決、分析問題的能力,并在學習的過程中互相學習、交流思路。在實踐教學的過程中,教師可以使用現場教學、項目教學及討論式教學等方式,以就業為導向,通過真實的情境設置,調動學生的積極性和主動性,通過加入對工作過程學習的教學模式,達成教學一體化。
(2)完善教學資源。教學資源是課程建設與發展的基礎,學校的教學資源庫不僅可以豐富和規范教師的授課備課教材,為教師的教學提供更好的支 持;還可以給學生提供更好的學習平臺,讓學生能夠通過自主學習達到學習目標。企業的原始教材庫和通過實驗教學完善后的資源庫是學校教學資源的主要來源,要想推動教學模式的改革,提升教學的質量,并在最大限度上滿足學生和教師的教學需求,就需要建立更加完善的立體化教學資源庫。
(3)改進考核制度。課程考核是評判學生學習成果和衡量教師教學效果的重要標準,科學的考核制度應該要充分地體現出學生對于基本知識和實踐技能的掌握程度和學習效果。可以分為三個方面進行考核,其中筆試占一半,實驗成績占五分之二,再加上平時的成績,這樣的考核方式既注重了理論知識,也沒有忽視實踐能力的重要性,有利于培養全面的綜合性人才。
四、結語
隨著電子技術的不斷發展和應用,電子技術在智能化、集成化和網絡化方面都表現出廣泛的發展前景,但是伴隨著電子技術在高校課程的開展與運用,教學過程中的弊端漸漸突顯。
近年來,我國各個領域都在發展,電子技術課程設計,就是數字電路教學發展以及模擬電路教學發展的結果,已經成為電子技術教學中的重點。電子技術課程設計,對學生的學習有著至關重要的影響,一方面,可以讓學生學習和掌握電子系統的設計以及電子系統的調試;另一方面,能夠有效提高學生的電路設計能力,促使學生掌握實驗技能。為進一步發揮電子技術課程設計的作用,筆者立足電子技術教學實踐,對內容改革與實踐進行分析探究。
一、電子技術課程設計內容改革的原因
(一)滿足學生的發展需求
隨著時代的發展,學生的實際情況也在發生變化,原有的電子技術課程設計已經無法適應現代學生的實際情況,無法滿足學生的發展需求。例如,原有的電子技術課程設計,其設計時間通常為15天,而課程設計的題目大多數由教師確定,然后,學生對某個電路進行焊接與調試,其基本教學流程長期沒有改變與創新,一個課題反復使用多年,對不斷發生的時代與學生而言,課題缺乏新意和吸引力,難以激發學生的學習興趣,導致學生無法產生學習積極性,進而導致學生對學習產生厭煩情緒,引發學生中的抄襲問題,導致教學失效,無法實現教學目標。除此以外,教學方法單一、教學模式固定,也限制了學生的發展。
(二)滿足時展的要求
電子時代背景下,在電子技術教學中,只有將新技術引入課堂,并結合教學內容,不斷完善實驗內容體系,才能保證教學的時代性與實用性,才能培養出具有時代精神、掌握先進技術,并能將技術用于實踐中的復合型人才,滿足學生發展的需求,滿足時代的要求,因此,電子技術課程設計內容改革是具有現實依據和現實意義的,是課程發展的必然趨勢,也是時代提出的新要求。
二、電子技術課程設計內容改革的實踐
(一)課題選擇上,注重實用性和趣味性
對電子技術課程設計而言,在選擇課題時,要立足學生的實際情況,同時,應該充分考慮課題與所教學的理論知識之間的匹配程度,此外,還要考慮課題是否具有實用性和趣味性,趣味性是保證學生的學習興趣,實用性是保證實踐具有現實意義,兩者兼顧可以保證設計內容滿足教學要求的同時,又滿足生產的實際需求。舉例而言,課題的制訂選擇上,可以從學生的生活實際出發,讓學生親自實踐組裝可以用于現實生活的聲控開關,或者是可以在電壓異常時及時切換電源的電力安全開關,或是讓學生組裝防盜報警器等。除此以外,教師還可以選擇音樂彩燈控制等新穎、有趣的新型課題,進而激發學生的學習欲望,充分發揮學生的創造力,提高知識的應用能力。
(二)注重對綜合理論知識的靈活運用
就電子技術課程設計而言,其本質是用于生活實踐,通過理論知識的學習,最終解決生活中遇到的實際問題。但是,若是想要實現解決實際問題的目標,在進行教學內容設計時,就要注重對課程理論知識的靈活運用。具體而言,在課程設計過程中,作為學生,要有意識地鍛煉自己全面掌握、靈活運用理論知識的能力,培養自己獨立進行內容設計的能力。在學習過程中,學生可以通過查閱相關資料、進行線路設計以及元件選擇,實施電路安裝,實現對知識的鞏固目的,提高自己對知識的利用能力,實現理論與實際兩者之間的有效結合。例如,在進行數字鐘電路設計這一課題時,為完成任務,學生必須將自己掌握的所有零散數字電路知識完整地整理總結,然后在實踐中具體地應用各個理論知識,通過反復的練習,可以有效培養學生的設計與分析能力,挖掘學生的內在潛能,提升學生的綜合能力與素質。
(三)充分考慮專業特點與需要
為拓寬學生的眼界,讓學生對所學知識產生濃厚的興趣,在進行內容設計時,教師要將專業特點、自己的專業需要作為考慮因素。例如,“電動機測速系統”設計,一方面,該設計可以廣泛地應用到工業生產領域中的控制調速系統當中;另一方面,設計中的鋸齒波發生器以及設計中的電壓比較器兩者,也與教學中的電子技術課程內容有著緊密的聯系。此類設計內容,一定程度上可以加強學生對專業的認同感,有助于學習興趣,還可以開拓學生的知識視野。此外,還可以為學生后續的深入學習,奠定扎實的專業基礎,以適應未來的崗位工作。綜上所述,電子技術課程設計,以專業發展過程中形成與產生的具有時代性的實踐性課程,為學生的電子技術應用實踐提供了機會,對專業發展有著重要的作用。因此,要保持電子技術課程設計的先進性,使其能夠適應學生的實際情況,滿足時代的要求。
參考文獻:
為進一步深化“3CE”應用型創新人才培養模式和課程體系的教學改革,期間教研室課題組老師對在電子信息工程專業開設電子技術課程設計的目的意義和任務要求以及教學內容和教學方式進行了深入研討,制定了課程設計的實施細則:①將課程設計放在短學期的18至21這4周來集中實施;②制定課程設計報告規范性材料包括存檔封面、課程設計過程表格、課程設計技術報告封面、課程設計技術報告目錄、課程設計技術報告正文格式、課程設計技術報告打印設置);③建立了課程設計的課題庫和元器件庫,以及元器件的購置領用制度;④制定了樂山師范學院“2+1”學期制短學期電子技術課程設計課程教學工作計劃。為保證課程設計正規化和規范化的實施作了扎實的基礎性工作。
2電子技術課程設計具體方案的落實與實施
課程設計就是按設計題目任務要求,運用課程所學知識和客觀條件,完成和實現課題目標的全過程。電子技術課程設計就是在開設了模擬電路和數字電路以及實驗課程之后,運用所學模電和數電知識,完成特定功能電子電路的設計、安裝和調試等。這要求學生在老師的指導下獨立進行查閱資料、設計方案與組織實驗等工作,并寫出總結報告。我們根據課程設計的特點和所要達到的目標要求,采用了開放式的教學模式,真正把課程教學轉換到以學生為主體的知識運用能力、創新能力和綜合素質的培養上來。課程設計教學環節及主要設計流程如下:課題選題電路設計提交元器件清單電路安裝、調試撰寫設計報告驗收、答辯成績評定。
2.1課題與選題
電子技術課程設計的選題是課程設計首要的第一環節,既要符合電信專業的綜合培養目標,覆蓋所學主干課程知識,又要體現電子技術的先進性和應用性,拓展學生的知識面,以達到學生綜合運用專業技術基礎知識和工程設計實踐能力的培養。所以我們課題組的指導老師精心設計了20個課程設計題目,并制定了每個題目的具體設計任務和要求,以任務書的書面表格形式,供各組(每組不大于2人)學生進行選題。剛開始同學們選題只想挑選簡單易做的題目,這個過程老師要悉心講解每個課題的具體任務、要求和所要達到的目的,使學生明確自己的任務,鼓勵并對選擇任務多、難度較大、完成得好的課題要酌情加分。
2.2電路設計
電路設計是整個課程設計中花費時間最多的環節之一,老師首先系統講解課程設計的設計方法,設計步驟,設計要點,并以成功的設計案例進行分析、講授;對每一個設計題目,要求學生必須明確系統的設計任務,根據任務進行方案的選擇,然后對方案中的各部分進行單元的設計、參數的計算和器件的選擇,最后將各部分連在一起,畫出一個符合設計要求的完整的系統電路圖;指導學生要求利用EDA(電子設計自動化)技術來完成整個電路的設計與仿真。這個電路設計期間是一個仔細認真反復糾錯的過程,只有電路設計通過了軟件仿真各項設計指標以后,才能進行硬件電路板的設計與安裝。
2.3電子電路的安裝
電子電路的安裝與調試在電子設計技術中占有重要位置。它是對理論設計進行檢驗、修改和完善的過程,任何一個新產品往往都是在安裝、調試并反復改多次方能最終完成。在電路安裝、調試之前,要求電路設計正確,軟件仿真也通過后,提交元器件清單。雖然學生已經在大一就進行了電子安裝及工藝訓練課的實踐,但時隔一年多,許多同學的安裝焊接技術已退化,所以我們對學生進行了手把手的“師傅帶徒弟”的方法來強化訓練學生,嚴格要求學生在自己設計的PCB板或萬通板上焊接時遵循以下安裝原則。
(1)所有元器件在安裝前應盡可能全部測試一遍,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)安裝分立元件時應使其標志朝上或朝向易于觀察的方向,以便于查找和更換。對于有極性的元件,例如電解電容器、晶體二極管等,組裝時一定要特別注意,切匆搞錯。
(4)為了便于查線,可根據連接線的不同作用選擇不同顏色的導線。一般習慣是正電源用紅色線、負電源用藍色線、地線用黑色線、信號線用黃色線等。
(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,應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測,所有地線必須連接在一起,形成一個公共參考點。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電子電路的調試
電路的調試對于電子裝置的最終形成和達到預定的技術指標是至關重要的環節。老師詳細講解電子電路的調試步驟,指導學生在調試前要對電路進行檢查,包括連線是否正確;元、器件的安裝是否良好,有無短路和連接錯誤的地方;電源供電(包括極性)、信號源連接是否正確;電源端對地(┴)是否存在短路的情況等;通過了上述的直觀檢查無誤后,就可轉入調試。調試包括測試和調整兩個方面,它是為達到電路設計指標而進行的一系列的“測量判斷調整再測量”的反復過程。調試的方法通常采用先分調后聯調(總調)的原則,它包括通電觀察、靜態調試和動態調試的過程。在調試過程中電路會不可避免出現異常工作狀況,學生要學會去查找、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習機會。
2.5撰寫設計技術報告
撰寫課程設計的技術報告是對學生寫科技論文和科研總結報告的能力訓練。通過寫報告,不僅把設計、組裝、調試的內容進行全面的總結,而且把實踐內容上升到理論的高度。我們對學生的設計技術報告進行了規范化的要求,技術報告應包括以下幾點。
(1)課題名稱。
(2)內容摘要。
(3)設計內容及要求。
(4)比較和選寫設計的系統方案,畫出系統框圖。
(5)單元電路的設計、參數計算和器件選擇。
(6)畫出完整的電路圖和PCB設計圖,并說明電路的工作原理,截下仿真圖并說明仿真數據和波形是否達到設計要求。
(7)組裝調試的內容(包括使用的主要儀器儀表、電路調試的方法和技巧、測試的數據和波形與計算結果的比較、調試中出現故障的原因和排除方法等)。
(8)總結設計電路的特點和方案的優缺點,指出課題的核心及實用價值,提出改進意見和展望。列出系統所需元件清單。
(9)收獲、體會。
(10)列出參考文獻。
2.6驗收與答辯
經過小學期的4周集中訓練和實踐,將自主設計的成果和作品以答辯的形式進行匯報和總結,答辯是有技巧的,答辯本身也是對學生進行綜合素質、能力展示的訓練,所以我們在課程設計的教學過程中也設計了這一環節,訓練他們沉著冷靜、自信應對在答辯過程中所遇到的所有問題。我們安排每組10分鐘的答辯時間,要求先播放、闡述自己的設計幻燈(文檔),然后演示自己的硬件作品,最后回答老師提出的2~3個問題。答辯過程中要求學生回答問題應該實事求是,不宜虛張聲勢,不懂裝懂,回答問題要簡明扼要;對確定自己無法回答的問題時,要態度平靜地說明為什么未曾涉及這個問題的研究,不宜不著邊際強行回答;有沒有科學的求學態度,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術態度。遇到程度性問題,不能把話說得太死,恰當運用模糊詞語,為自己留有余地。設計者對不同的意見要保持謙虛接納的態度,同時要為自己的觀點辯護。辯論中要客觀、公正,言之有理、持之有據,語氣平和,語言委婉,不能武斷和傷人自尊,即使發問者有錯誤,也要舉止文明,保持學者風度,不必將自己的觀點強加于人,把自己的觀點亮出來,供對方參考就可以。答辯完畢,無論氣氛如何,應該有禮貌地向在場師友致謝。
3嚴格進行課程設計的成績評定
作者簡介:成開友(1963-),男,江蘇鹽城人,鹽城工學院電氣工程學院,副教授。(江蘇 鹽城 224052)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)08-0045-02
“電子技術課程設計”是學完“模擬電子技術基礎”和“數字電子技術基礎”后配套的重要實踐性教學環節,是實現基本理論知識和實際工程相聯系的橋梁。學生通過“電子技術課程設計”可以將課堂上學到的理論知識與實際應用結合起來,不僅可以鞏固及加深對基本理論知識的理解,還對學生動手能力和創新能力的提高起著十分重要的作用,并培養了學生正確的科學態度和科學精神。鹽城工學院電類相關專業的學生都進行電子技術課程設計。為了更好地培養學生的動手能力和創新意識,學校對這門課程從內容到形式進行了有效的探索和改革,取得良好的實際效果。
一、傳統課程設計中存在的主要問題
1.課程設計的題目少,內容單一、陳舊
以前,課程設計只有一個題目而且年年如此,后來改為三個,但還是太少,內容也陳舊,學生根據自己的興趣愛好可選擇的題目不多,致使學生的設計積極性不高。由于老師對設計任務給的太細,學生可發揮的空間就小,在進行預設計時難免會有學生相互抄襲的現象,不能更好地調動學生設計的積極性。
2.教學形式呆板
過去擔心學生受能力的限制在規定時間內完不成設計任務,所以在課程設計開始教師總是詳細講解,并且給出具體的設計資料,將學生限制在教師指定的范圍和指定的器件內,結果在同一個課題上學生給出了相同的設計方案,不利于發揮學生的主觀能動性。
3.成績的評定缺乏規范性
建立完善的成績評定體系是保證課程設計教學質量的關鍵。以往的評定方法只看做出試驗結果的快慢和課程設計報告的內容,不顧過程,其弊端是教師的主觀性較大,評定的標準不能具體量化,很難真正反映學生的真實水平。
二、改革的方法
1.設計題目及內容的改革
對于“電子技術課程設計”題目的選擇尤為重要。首先,設計的題目要夠多,這樣學生的可選擇性才夠大;其次,設計內容要新穎有趣,有一定的使用價值,每個題目都可以鞏固學習電子技術課程重要的知識點,比如:電壓超限報警電路的設計可鞏固學習比較器和555電路以及各種邏輯門的使用;編碼電子鎖的設計可鞏固學習觸發器和門電路;多路數據巡回檢測電路會用到包括寄存器、計數器、數據選擇器和數據分配器等多個中等規模集成電路的內容;廣告燈控制電路包括了可逆計數、逐位顯示和蜂鳴報警電路等單元部分,會用到顯示譯碼器、計數器和555電路等電子知識。指導教師在告訴學生設計題目的同時還要把實驗室的現有資源給學生講清楚,學生可在這些限定的條件下進行設計,比如:實驗室可提供的觸發器只有D觸發器,邏輯門只有與非門。這樣,學生在設計過程中用到其他的觸發器和邏輯門時可以相應地改成實驗室已有的器件。這就要求他們要熟練地掌握課本上的理論知識,能夠隨機應變。當然如果實驗室確實無法提供器件,也要鼓勵學生自己去購買,這使得他們熟悉了更多新型電子器件的規格和功能,提高他們親歷親為的能力和學習興趣。
2.預設計方案的確立
進行預設計時要鼓勵學生用模塊化的分析和設計方法進行設計。學生通過查閱資料,根據設計要求自行確定實施方案,給學生提供更大的自,使學生能夠相對獨立地進行實踐,充分揚其所長。由于學生受到知識面的限制和其他主、客觀原因的影響,初步的設計方案難免存在遺漏和錯誤,教師要對學生的設計進行把關,保證他們的設計能實現基本功能。同時,也可通過集體答疑的方式組織學生公開講解設計方案,讓學生互找問題、討論解決方法,從而達到優化設計方案的目的。這些方法增強了教學的互動性,同時也為學生提供了充分發揮個人能力的空間,調動了學生們學習和創作的積極性。初步的設計方案確定以后就要進行仿真實驗。Multisim是非常適合模擬/數字電路仿真的軟件,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驗室無法比擬的。通過Multisim進行功能仿真可以發現一些設計中存在的問題,進一步優化設計方案,同時增強了學生學習的興趣,加深了學生對理論知識的理解,提高了學生的實踐能力,也使學生掌握了電子仿真軟件的使用方法,為后續課程學習打下良好基礎。最后,學生把初步的設計方案上升到理論的高度,寫出一份詳細的預設計報告,包括設計題目、設計任務、總體方案的設計、單元電路的設計、元器件的選擇與參數計算,畫出總體電路圖,列出所用元器件的詳細列表和參考文獻。這樣,做到設計思路清晰明了,為后面的安裝調試做好充分的準備。
3.安裝調試
按照自己的設計方案進行安裝調試,是學生非常期待也是最能得到滿足感的一個環節。按照預設計報告中元器件列表領取器件,然后分模塊進行安裝。在這個環節指導教師要引導學生注意整體布局的美觀、規范,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線進行區分。在確定安裝無誤的情況下進行通電調試。在調試階段,有些學生只要發現實驗結果不對就手忙腳亂無從下手,指導教師要引導學生從信號輸入的一端開始逐個模塊進行調試,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。在調試過程中要啟發學生自己查找、分析原因,找到解決的方法。通過調試使學生加深對電路工作原理的理解,學會調試電路查找故障的方法。調試完畢后,不要馬上拆線交給老師完事,指導老師要鼓勵學生用調試好的電路做實驗,例如:可以對單元電路的輸出進行實際的測算,并跟理論分析結果進行比較,進一步理解電路的特性。這樣做可以通過課程設計為學生提供鍛煉的平臺,提高學生的實踐能力和學習積極性。
4.撰寫總結報告
總結報告是學生對課程設計全過程的系統總結,不能等同于平時的實驗報告,因此,學生應按規定的格式進行書寫。總結報告的圖紙要規范,所有圖紙都按工程設計標準嚴格要求。這樣可提高學生的方案表達能力、工程制圖能力和科技寫作能力等基本綜合素質,為畢業論文的書寫打下基礎。
5.建立完善的成績評定體系是保證課程設計教學質量的關鍵
在注重結論正確的同時,應該強調整個設計方案實施的全過程。成績評定包含五個部分:一是預設計方案的正確性與合理性及仿真的結果,占總成績的25%;二是實驗動手能力(包括安裝工藝水平、儀器使用、調試過程中分析和解決問題的能力以及創新精神等),占總成績的30%;三是學生的答辯情況,占總成績的10%;四是設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神,占總成績的10%;五是總結報告(包括方案的論證、調試過程中出現的問題及解決方法、數據處理、結果分析、收獲和體會等)占總成績的25%。這樣一種相對完善的成績評定體系使學生在課程設計的任何一個環節都能認真對待,提高了學生學習的積極性和主動性。
三、改革的效果
1.培養了學生對設計性實驗的興趣,增強了學生動手實驗的信心
由于設計題目與實際緊密聯系,充分調動了學生的學習熱情和自覺性,學生在獨立完成電路后興奮不已,很多同學對自己設計并調試成功的電路愛不釋手。
2.提高了學生多方面的能力
在動手實踐設計過程中,學生們從通過查找資料給出預設計方案到互相配合著進行安裝調試,最終得出實驗結果,每一環節都發揮了他們的主動性和創造性,提高了分析和解決各種問題的能力以及相互合作的能力。
四、結束語
課程設計時間雖短,但在培養學生學習興趣和實踐創新能力方面成果顯著,為了保證電子課程設計順利高效進行,除了老師的正確指導外,還需要先進的實驗室設備和器件的配置,并希望以后能夠建立完善的實驗室開放系統,將專業實踐課程科學合理地進行整合,開設綜合性的大實驗,以達到更好的教學效果。
參考文獻:
[1]粟田禾.電子技術基礎課程設計的教學改革與實踐[J].高職教育研究,2006,(2).
關鍵詞:電子技術;實踐教學;教學改革
中圖分類號: G642. 0 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)02(c)-0000-00
我校地處新疆南疆沙漠邊緣,是傳統的農業院校,《電子技術基礎》是新興電氣、計算機、通信專業的核心基礎課,包括模擬電子技術和數字電子技術兩門主要課程,實踐教學包括實驗和課程設計兩個環節,其相關知識直接影響后續課程的學習,對學生的就業和工作也有著深遠影響。長期以來,實踐教學一直處于理論教學的“教輔”地位,不利于學生綜合素質、動手能力的培養,嚴重制約著我校電氣、計算機等專業的教育發展。隨著南疆工、農業的發展,用人單位對學生的工程實踐能力越來越看重,更傾向于聘動手能力強的人才。這就要求教師轉變觀念,結合實際教學情況和各方面的反饋信息,結合新的教育理念,對《電子技術》實踐教學進行教學改革。
1、 實驗教學改革
1.1實驗內容改革
原有的電子技術實驗課存在驗證性實驗多和實驗內容陳舊的弊端。為此,全系教師根據各方面反饋的信息,不斷調整和充實實驗內容。從原來的試驗中選出少量經典實驗,以保證電子技術實驗的基本知識、基本技能和基本方法,又增加了綜合性實驗和創新性實驗,以鍛煉和提高學生的動手、思維能力。最終確定的實驗內容:模擬電子技術部分包括晶體管共射極單管放大器、負反饋放大器、集成運算放大器的應用、OTL功率放大器、直流穩壓電源;數字電子技術包括TTL集成邏輯門測試、常用組合邏輯電路的測試及其應用、觸發器及其應用,常用時序邏輯電路測試及其應用、電子秒表,另外,還有一些偏重于自創性和設計性的選修實驗內容,譬如彩燈控制電路設計、步進電機驅動控制系統設計、溫度控制電路、電池電量檢測報警電路等,以滿足那些感興趣和動手能力強的學生。
1.2 實驗教學方法改革
長期以來,電子技術實驗課采取實驗室教師講解,學生現場連線,教師幫助調試的教學方法。因為學生對實驗內容生疏、實驗時間有限、接受能力參差不齊,經常是實驗做了,一問還是感到茫然,起不到實驗課應有的作用。為了解決這個問題,我們采取項目教學法。把每次要做的實驗看做一個教學項目,提前一個周末布置下去,讓學生提前預習實驗內容,上網查資料,并利用理論課堂介紹的PROTEUS軟件進行仿真,為了避免渾水摸魚的現象,每個學生的仿真電路圖發給教師檢查。實驗課上,教師把主動權讓給學生,不需要講解,學生對要做的實驗內容和原理已經非常清查,他們更多的是帶著好奇心,看看他們設計仿真的電路圖在硬件上是否合理,所以一到實驗課,都是急不可待地動手做起實驗來,調試電路,教師要做的就是對于現場出現的問題進行具體指導。采取這樣的項目教學方法,避免了傳統的填鴨式疲憊教學,讓學生在挑戰中完成了實驗,滿足了他們的成就感,增加了他們的學習興趣。另外,為了調動學生學習的積極性和主動性,電子技術實驗室實施開放式教學。
1.3教學手段革新
EDA技術是現代電子技術的標志,是電子技術教學內容手段改革的必然趨勢【1】,利用該技術可以實現硬件設計的軟件化,提高實驗效率。所以,我校電子技術實驗課程中引入了PROTEUS仿真軟件,來完成電路的功能設計、性能分析、時序測試和調試功能。因為仿真軟件為電路設計提供了多種分析方法,拓展了實驗的深度和廣度,為硬件電路的實現提供了正確的理論依據和設計方案,使課程實驗朝著“方案設計-軟件仿真-電路設計與制作-系統調試”這一工程實踐的流程發展【2】。通過這種“虛實結合”、“軟硬兼施”的實驗教學手段,提高了我校學生的電子綜合設計能力和工程實踐技能。
1.4多元化考核方式
實驗課程成績由3部分組成: 平市實驗成績(占30%),綜合實驗成績(占20%),實驗操作考試(占50%)。其中,平時實驗成績評定采取實驗全過程的評價方法,即實驗預習占20%(教師課前檢查),實驗操作過程占50%(教師現場記載),實驗報告占30%(教師課后評閱)。綜合實驗評分包括實驗項目方案設計和原理電路設計、實驗完成情況及實驗過程中分析問題和解決問題的能力、總結報告的撰寫等3方面。在實驗操作考試中,學生隨機抽題,主要考核學生在電路設計、接線調試、儀器設備使用、數據測試、實驗結果分析等方面的能力,這就督促學生認真做好每一個實驗。
2、課程設計改革
電子技術課程設計的教學目標是讓學生掌握電子系統設計的一般方法和設計流程,熟悉現代電子電路系統設計過程中常用的輔助工具及其使用方法,著重培養學生電子系統設計能力和創新意識,學生分析問題和解決問題的能力[4]。電子技術課程設計與以往相比,還是采取3人一組、教師指導、以學生為本,激發學生學習興趣的教學模式,其改革主要表現在教學內容、教學手段和考核機制幾個方面。
我校電子技術課程設計開課一般在14-15教學周,教師可提前4周,在第十周讓學生進行選題,以留出購買元器件的時間。在選題過程中,學生不僅可以選擇教師提供的課程設計題目,還可以自擬題目,自擬題目需要指導教師審核,以確定學生自擬的題目能夠達到教學計劃的要求。課程設計的題目來源于工程實際,要具有綜合性、先進性和實用性,并且每年都有新的補充。結合我系教師的工程實踐經驗,目前開設題目有數字溫度計、交通燈控制器、音樂彩燈控制器、數字頻率計、出租車計價器、聲光控樓梯照明開關設計、直流穩壓電源設計、水箱自動供水電路設計、OTL音頻功率放大器設計、數字搶答器設計、籃球24S計時器設計等二十多個題目。
為了更好的達到教學效果,把EDA技術引入到電子技術課程設計的教學中。學生在完成電子系統的初步設計方案后,先進行PROTEUS仿真,驗證所涉及的方案的邏輯功能,修改方案中的原理性錯誤,然后在進行安裝調試。并且,對所做項目采取模塊化設計,各單元電路逐級進行設計、仿真、調試,這樣有利于檢查和排除故障。根據電子產品設計流程,結合我院新近PCB板實驗設備,電子技術課程設計增加了原理圖和印制電路板圖的繪制。設計方案仿真通過后,要求學生使用PROTEL軟件進行設計方案的原理圖繪制和PCB板繪制,使電子技術課程設計的教學內容更接近于工程實踐。最后,在教師指導下,學生進行焊接、調試,完成整體項目。
結合工程實際產品設計的一般流程,根據各個環節在設計電子技術課程設計的所占比重,課程設計成績由設計方案成績(占20%)、軟件仿真成績(25%)、硬件調試成績(占35%)和總結報告成績(占20%)四部分組成。
3結束語
通過近幾年電子技術實踐教學改革的進行,充分激發了學生自主學習的主動性,提高了學生的實踐動手能力、培養了學生的創新精神、團結協作能力,同時學生的科技總結報告撰寫能力也得到了鍛煉,為學生整體素質的提高奠定堅實的基礎,也為學生參加電子競賽儲備了深厚的理論和實踐知識。
電子技術課程設計是配合電子技術課課堂教學和實驗教學的一個教學環節。它能起到鞏固所學知識、培養綜合能力、提高實驗技能、激發創新思想的作用。筆者結合多年來承擔電子技術教學及其課程設計的工作經驗,對該設計的各個環節提出幾點看法。
一、選題時應注意的問題
一般來說。電子技術課程設計的教學任務是在集中時間內使學生通過親自設計制作一個有實用價值的電子產品,鞏固和加深在電子技術理論課中所學理論知識和在實驗課中所學的實驗技能。基本掌握常用電子電路的一般設計方法和步驟。親身經歷電子電路的設計和實驗過程。為達到此目的,更好地完成教學任務。任課教師的主觀態度和教學方法很重要,其中教師能否認真選題就是關鍵的一步。筆者認為。教師在選題時要考慮如下問題。
(1)不同專業的電子技術課程設計安排的學時不同,應提出不同的要求。在進度上。既要有幾個小時可以完成的部分,還要有要求幾十個小時才能完成的部分;在要求上,要有按部就班的部分。也要有綜合性較強、需要鉆研的部分。總之,要全面考慮。使得選題的適應面廣、綜合性強,切實保證達到預期的效果。
(2)教學上要循序漸進。加強對學生自學能力和獨立工作能力的培養。鼓勵創新。這也是技工教育辦學的特色之所在。在實際教學環節中,教師應該為學生盡可能地提供所需查閱的資料。為學生自行探索提供便利。更大程度地發揮學生有創造性的想象力。
(3)加強學生在生產實踐方面的訓練。電子技術基礎課程設計一般是技校學生所面對的第一次設計。它不同 某一次的某一單方面的實驗。而是具有一定的系統性和完整性的設計。完成該課程設計后,學生對電子電路的設計、安裝、調試、常用元器件的性能以及管腳排列等都有了更深刻的了解,使學生有一個整體的概念和設計的思路:為以后的畢業設計和工作打下良好的基礎。
(4)考慮選題的實際性,強調應用。要使得題目更加結合日常生活中經常遇到的一些實際問題。或具備一定的應用前景,或結合學生專業的特點,來充分調動學生的積極性,使學生由被動變設計發展為主動設計。比如。設計應用不同場合的報警器、不同范圍的穩壓電源、多路智力搶答器、簡易信號發生器等。在實驗室允許的情況下。學生可以自行選擇感興趣的實驗項目,這樣有利于對學生個性的培養。
二、實施步驟
(1)授課環節 課程設計教學是學生在學習完電子技術課程(包括模擬電子電路和數字電子電路)之后進行的。學生已經有了一定的理論基礎、實驗技能和自學能力。課程設計應該采取以自學為主的教學方法。讓學生在解決問題的實踐(包括設計和實驗等)中得到提高。對于初次搞電子技術課程設計的學生。要講解常用電子電路的一般設計方法。使得學生有一個整體的感覺。而且也知道在遇到問題后。應該如何下手解決。雖然電子電路種類繁多、千差萬別,但是設計的總體思路大致是一樣的。比如選擇總體方案、設計單元電路、選擇元器件、計算參數、實驗調試(電路功能的修改和測試)、方案的最后確立環節等。要啟發學生根據具體實際情況。靈活掌握。授課學時在24個,不宜過多。
(2)學生獨立設計階段。這部分時間完全由學生自己掌握,要求學生完成總體方案的設計、單元電路和元器件的選擇、參數的設計等。為進實驗室做好準備。教師只提供必要的指導和答疑。在答疑期間應盡量鼓勵學生開動腦筋。多提不同方案。進行深入分析和比較,以便做出合理的選擇;引導學生既要兼顧模擬電路,也要兼顧數字電路。不要盲目熱衷于數字化方案;要引導學生考慮如何保證性能可靠、降低成本、減少功耗和體積等實際問題。要讓學生知道明確提出和選擇一個令人滿意的方案并不是很容易的事情。要學會在分析論證和設計過程中不斷改進和完善,使學生意識到做什么事情也都不是一帆風順的。遇到問題應該如何對待。如何去換個角度來思考問題。還要鼓勵感興趣的學生。除完成課程設計的基本教學任務外,對設計題目要做進一步研究。
值得注意的是,有的教師為了省事。不鼓勵學生創新。而是重復以前所做的題目。這樣會導致學生產生惰性,也是對學生不負責的體現。
(3)實驗室動手環節。在進入該環節時。教師應該預先審核每組學生所設計的原理圖。以保證沒有原則性的錯誤。這部分是學生通過親自動手來驗證自己設計的成果的。同時也是對教師的考查。實驗環節是問題比較多的部分。由于學生們一方面急于驗證自己的設計效果,一方面為了提高速度。再加上學生經驗的不足。往往會出現一些低級錯誤。比如電源沒有打開、設備電源線未接、集成電路的地線不接。甚至集成電路器件插反、電源反接等。一旦出現錯誤后,大多數學生不是冷靜地去考慮問題出現的原因,而是焦急的等待教師的幫助。所以在進實驗室之前對學生要強調應注意這些問題,盡量避免上面的類似的錯誤。
對于學生在實驗室中出現的問題,應該視具體的情況具體處理。如果有可能造成損失的就要先斷電,比如電源接反、集成電路插反等。然后提示學生電源部分的故障,從電源人手開始進行檢查,并告訴他們在下次通電之前,必須經過教師的檢查。如果不是電源故障,則引導學生自己來查找,一是檢查電路的連接,二是用所掌握的理論來分析原理圖,根據信號的傳輸以及電壓電流值來逐級排查。學生大多是只顧檢查電路的連接,而忽略至關重要的第二步。這也是考查學生理論和實踐聯系的關鍵。這時教師切不可盲目直接指出問題的所在,而應該啟發學生結合所學內容,自己設計的原理圖,來獨立分析問題。比如在CM0S集成電路的使用中,為了抗干擾,要求不使用的管腳不可以懸空,這一點在門電路中很重要。
(4)講評及總結報告。在完成上述幾個環節后,教師的講評是必需的。針對學生在獨立設計階段和實驗階段所遇到的問題進行總結,并且對有創造性的和有個性的新穎方案予以表揚和必要的講解。為活躍課堂氣氛,可以采取大家共同討論的方式。
設計報告很重要,要求每一個學生都必須撰寫,內容包括:題目名稱、任務和要求、電路原理的設計(其中含總體方案及其論證、單元電路的設計和元器件的選擇、完整的電路圖、主要參數等)、實驗調試中的問題以及解決方法、結果、收獲、體會等。該環節可以加強學生對設計報告寫作能力的訓練。設計完成后都應該有完整的技術報告,這是工程技術人員嚴謹作風和良好素質所必需的。所以對學生的設計報告要統一規格,嚴格要求。
三、綜合評定
以數字化、網絡化、智能化為特征的信息化浪潮蓬勃興起,開啟了通信大發展的時代,使社會對高職通信類專業人才的需求迅速增長。電子技術課是高職通信類專業的必修基礎領域課程,是完成好通信技能培養的奠基石。開展電子技術課工學結合的教學改革,構建以學生為主體、以項目為載體的課程教學模式,對提高教學質量具有重要意義。
一、傳統教學模式下電子技術課開設的現狀
電子技術是一門理論與實踐相結合的課程。在高職通信類專業教學計劃中,電子技術的教學目標是:培養學生的電工電子應用職業能力,包括熟悉元器件與性能、掌握基本電路分析方法、熟悉電工電子一般應用、熟練使用常見儀器儀表;在課程學習的過程中培養方法能力與社會能力;為專業領域課的學習奠定電工電子基本理論知識。在教學組織方式上,囿于傳統學科體系的課程組織方式和講授式的教學模式,電子技術課普遍采用了“理論課程+實驗教學+實習課程”的分設方式。仍然遵循著課程、實驗、實習分離開設,一學期理論教學和實驗,另一學期再實習;一位老師講授理論,另一位再指導實驗實習。在教學內容上,電路分析、模擬電子和數字電子的理論知識體系嚴謹慎密,但實驗基本以實驗箱驗證測試為主,設計性和綜合性實驗較少,學生常常是為完成實驗而實驗,很難將實驗上升到知識;實習則用1~2周,完成某單一電路安裝為主。在教學考評上,一般以單獨的理論筆試、實驗驗證操作、實習操作等終結性考核為主,輔以平時出勤與紀律的考核。與本科相比,高職學生底子相對薄、基礎相對弱,對單純的知識講授感到乏味,學習積極性不高,甚至厭倦電子技術的學習。學科化的電子技術課程體系和授受式教學模式,在高校精英教育時期,以及在學生素質較高、學習能力較強、邏輯思維較好的學生中,發揮了重要的作用。但是隨著高職進一步放寬入學門檻,高職學生普遍趨于行為導向能力和感知能力較強,對策略性體驗型知識易于掌握。因此,電路與電子技術課就亟需改革傳統學科化的課程組織模式和授受式的教學模式。
二、通信類專業的電子技術知識與技能需求
通過對高職通信類專業面向的主要從業崗位職責進行調研,分析提煉崗位工作典型任務,湹清通信類專業崗位的核心職業能力,分析核心職業能力所在的專業領域課程,建立通信類專業核心職業能力對電路與電子知識技能的主要需求關系。
三、以項目為載體的電子課體系建構設計
以項目為載體的工學一體化,就是把項目作為學習載體,教學以項目任務的形式開展。重構以項目為載體的電子技術課基本思路是:先選擇合適的載體,即設計出能承載圖1中技能和知識點的項目。在實施項目的過程中,通過學生主動參與項目的“咨詢、決策、計劃、實施、檢查、總結”,教師對項目任務進行“布置、引導、提問、檢查、小結、反饋”,從而達成電子技術課的教學目標,完成“電路電子能力+方法能力+社會能力”的培養。電子技術課程的知識與技能包括四個部分:電工與電路、模擬電子、數字電路和常見儀器儀表。但高職通信類專業一般只包括圖1所列的24個基本知識點。為此只需對應選擇相應的有效載體,如圖2所示,可選擇7個項目24個子任務,來承載24個知識點并完成相應的知識與技能。
四、以學生為主體的電子課教學模式構建
選定了7個載體24個子任務,逐一明確每個任務引導知識點,其設計思路即體現了以學生為主體的教學思想,但還需站在高職學生的認知水平去組織教學。先引導知識點,再采取“關聯、主動、合作、對話”的方式去實現工學結合的教學。即在在關聯方面,情境化的設置,體現真實工作場景,使學生身臨其境。在主動方面,讓學生領受任務任務閱資料制定計劃,分析解決問題并進行具體實施。在合作方面,小組討論提升團隊能力。在對話方面,學生展現項目,書面和口頭總結策略、步驟,展現成果。實現電子技術工學結合教學模式的路徑:一是要設計編寫項目任務所需的引導講義;二是要準備項目任務書材料;三是要建立任務所需的教學情境并做好準備;四是要合理教學調度安排。通過項目設計、任務引導、情境設置、學生咨詢決策計劃、討論實施總結、教師點評、布置作業等步驟,達到“讓我去做,我會理解”的目的,從而實現電子技術課的教學目標。
五、構建知識與技能并重的考核評價
課程評價是教學過程必備的重要環節,既要達到考核目的又要能調動學習積極性。電子技術課教學改革后,需要過程評價和終結評價結合,也需要知識考核和項目動手技能相結合。考核方式的設計,著重要體現完成任務與掌握知識并重,知識融于任務過程。避免改革后出現輕知識的情況,考核方式建議包括:平時成績由任務引導的準備與提問、分工與提交的任務方案計劃、任務總結發言情況、作業練習等環節構成;項目成績由任務進程中的觀察記錄、制作項目結果情況、操作規范情況等構成;筆試成績由單元知識測試、半期筆試、期末筆試等構成。
六、結語
實施高職通信類專業電子技術課教學改革,著重體現了以學生為主體的教學情境構建、以項目為載體的課程設計、以教學做一體化的教學模式構建、以過程評價和終結考核相結合的考評方式設計。突出學生參與電子項目后再上升到知識的過程,契合了高職學生的思維模式,有助于提高學習的愉悅度,從而提高電子技術技能和知識素養,為后續通信職業能力奠定基礎。
參考文獻
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[3]韋澤訓.構建高職移動通信技術專業工學結合人才培養模式的思路與方法[J].繼續教育,2011(9).
一、引言
在現代電子技術發展日新月異的今天,電工電子相關課程的教學模式受到了很大的沖擊。隨著大規模集成電路、計算機技術、信息處理技術的迅猛發展,電子系統的設計手段和方法也在不斷更新。在實踐教學過程中如何提高學生的實踐能力,培養滿足社會發展需要的優秀人才是高校工作者在教學工作中需要不斷思考和探索的問題。
按照知識傳授、能力培養、素質提高、協調發展的教育理念,以學生能力培養為核心,建立有利于培養學生實踐能力和創新能力的實驗教學體系,是北京交通大學國家級電工電子實驗教學示范中心建設的目標之一。為此,示范中心設計了一系列基礎性、設計性、綜合性、創新性和研究性的實驗內容。
為了強化電子類專業學生的綜合設計能力,示范中心進行了電子類系列課程設計的教學設計。系列課程設計的教學目的是鞏固加深相關電子技術課程的理論知識和綜合使用技能。通過對一個具體實際應用系統的設計過程,讓學生掌握系統設計的一般方法和設計流程,熟悉現代電子產品設計過程中常用的計算機輔助設計工具及其使用方法。
通過系列課程設計,加強實踐環節,提高學生的實踐技能,為學生在本科學習期間工程設計能力的培養打下堅實的基礎。而這種工程實踐能力無論是對于一名工程師還是一名研究人員都是非常重要的基本素質。
二、建設基礎和建設理念
為加強實踐教學,近年來示范中心開設了四門課程設計:電子技術課程設計、DSP技術課程設計、EDA技術課程設計、單片機技術課程設計。四門課程設計均單獨授課、單獨考核。2001年“電子電路實驗系列課程改革”教學研究項目獲得國家教學成果二等獎,2004年“數字電子技術課程建設的研究與實踐”教學研究項目獲得北京市教學成果一等獎。示范中心奠定的良好基礎和全體教師的不懈努力,為課程設計的課程建設奠定了可持續發展的基礎。目前電子技術課程設計的課程建設已經被列入學校精品課程建設的行列。
在課程設計的建設過程中,示范中心一貫強調具有鮮明時代特征的“一個優先、兩個結合、三種意識”的教學思想。即強調師資隊伍建設優先,建立一支教學水平與科研能力兼備、教育思想和知識結構先進、年齡結構合理的從事電子技術基礎教學的師資隊伍;強調課程建設和當前教學改革、人才培養目標相結合,課程建設和科研相結合;強調領先意識、精品意識和特色意識。按照我校“國內一流、國際知名”的發展定位來建設課程設計,使課程設計的教材、網絡課程、電子教案、實驗教學等內容形成立體化規模,適應時展需求。
三、課程建設與實踐
先進的教學理念需要切實有效的教學方法與手段來實現,這些手段和方法需要符合學生的認知水平和教育規律。在近幾年的實踐教學工作中,示范中心針對課程設計的教學內容、實驗教學方法、實驗組織方式、考核方式等進行了研究、探索與實踐。課程建設與實踐工作主要表現在以下幾個方面。
1.以學生為本,尊重學生的學習興趣
“興趣”是最好的老師,一旦學生對學習的內容產生了興趣,那么學生的學習積極性將會得到極大的提高,學生的潛能也會得到最大的挖掘。
考慮到電子技術、單片機技術、DSP技術、EDA技術應用的廣泛性和學生興趣的迥異,目前每門課程設計均提供多個設計性題目。
在課程設計過程中,學生根據自己的興趣自主選擇設計題目。題目的難易程度有一定的差別,每個題目均有基本功能和擴展功能兩個部分,基本功能是要求學生必須完成的設計工作,是對學生實踐能力培養的最基本的要求;擴展功能有一定的難度,屬于選做的設計工作,這部分設計工作給優秀學生提供了發展的空間。這種教學設計兼顧了不同層次學生的水平,滿足分層教學的需求。課程設計中的設計題目是在充分考慮通信工程、自動化、電子科學與技術不同專業的特點,考慮了設計內容的實用性和先進性以及學生的實際情況確定的,設計題目基本符合學生的認知規律。
在進行設計選題過程中,學生不僅可以選擇課程設計講義中提供的設計題目,還可以選擇講義以外自擬的設計題目,但是需要指導教師的審核,以確定學生自擬的題目能夠達到教學計劃的要求,把好教學質量關。這樣做不僅提高了學生的學習興趣,同時不同題目的設計工作同時在開放的實驗室進行,學生們可以互相交流,擴展了視野。
2.實驗室開放,提供自主學習環境
課程設計的教學內容強調學生的學習自主性,強調學生的發展是在學生自主學習與外部條件的相互作用中完成的。
為了達到強化實踐教學環節的效果,課程設計基本是集中在小學期進行。為了能夠讓學生自主地安排學習、設計時間,有更多的時間自主選擇設計題目、優化設計方案,示范中心在開放實驗室的前提下,提前一個月的時間安排設計工作,明確設計要求。通過課程設計指導教師對不同題目的設計思想、設計方案、設計流程、設計方法和調試注意事項等相關內容的介紹,讓學生自主選擇題目,進行方案論證,最終確定設計方案。自主性學習尊重了人的發展規律和學習規律的客觀需求,是學生創新意識和創新能力形成的基本要素。
3.發揮網絡教學優勢,提高教學效率
由于課程設計題目多、方案多,在課程設計教學指導工作中,為了保證教學質量,提高教學效率,每位指導教師僅針對一兩個設計題目精心準備教學,進行課程設計題目和內容的介紹。同時授課電子教案在示范中心的網站,方便了學生自主學習。
4.重視啟發式教學
在教學中重視啟發式教學,將傳統的在實驗室手把手的指導方式轉變為啟發式的引導。
在課程設計教學過程中,理論課中注重總體方案設計思想的介紹、設計步驟的講解,注重技術課程設計過程中設計錯誤典型案例的介紹,以及減少設計錯誤的措施、調試方法和一些經驗。理論教學僅介紹部分設計方案中核心芯片的功能,不提倡給學生提供具體的設計電路,注重啟發式教學,鼓勵學生的創新精神。
針對學生設計中出現的問題,幫助學生分析問題出現的原因,探討解決問題的有效方法。鼓勵學生自主學習,并注重學生創新能力的培養。
5.重視實踐過程和學生綜合素質的培養
在教學工作中,我們不僅注重學生課程設計的結果,更加重視學生的實踐過程,重視學生在設計過程中的每個細節。示范中心希望通過四門獨立設課的課程設計,加強學生查閱資料的能力、工藝素質、市場素質、團隊精神以
及綜合設計和實踐能力的培養,從而達到強化學生綜合實踐能力目的。
課程設計的最終目標是設計完成一個功能系統的物理實現,因此購買材料、器件成為設計過程不可缺少的一個環節。在設計過程中要求學生在設計方案確定之前,進行市場調查,自己到電子市場購買元器件。這樣做鍛煉了學生查閱芯片資料、確定參數、尋求各器件替代品、靈活修改電路的能力。不僅培養了學生進行工程設計的成本意識,而且讓學生熟悉了市場。
由于設計工作涉及面廣,任務繁重,因此課程設計要求以3人小組的形式完成。學生自由組合,自己選出組長,組長根據小組選擇的題目進行分工。這種方式鍛煉了學生與他人之間的溝通能力和團結協作能力。在設計方案論證、資料檢索、器件購買、問題分析等過程中,培養了學生的團隊精神和合作意識,提高了學生的綜合素質。
6.完善科學的考核制度
考核的目的是檢驗教與學的效果、促進教學內容的完善和教學方法的改進。目前課程設計的考核包括三個方面:設計結果、設計報告和答辯結果。設計報告有初期的總體方案設計報告和最終的設計報告。考核過程中不僅注重設計結果,更加重視設計過程,重視學生設計報告中的問題分析及解決方法,重視學生答辯過程中分析問題的能力。突出考查創新能力,多方位、多角度地考察和評價學生的能力。
四、教學方法比較
近幾年示范中心嘗試了三種課程設計教學方式。一是全部工作由實驗室教師完成,根據自然班安排指導教師,實驗室開放,學生任選設計題目。二是由實驗教師和理論課教師共同承擔設計指導工作,根據自然班安排指導教師,實驗室開放,學生任選題目。三是實驗教師和理論課教師共同指導,實驗室開放,任選題目,但教師的安排不再是以班級為單位,而是以設計題目為單位,每位老師僅負責一到兩個設計題目。
實驗教學結果說明第三種教學方式教學效果較好,不僅指導教師人員充足,而且便于工作細化,保證了教學質量。另外,由于每個教師僅指導一至兩個題目,不再是十幾個題目、近百種設計方案,這樣教師有更充沛的精力研究分析設計題目的教學方法和設計方案,便于精品課程的建設。
五、存在的問題和改進思想
目前存在的問題主要有兩個。
2.綜合實訓:提升綜合素質模擬電子技術實踐教學改革的最后一個環節是綜合實訓。這其中已經不只是模擬電子技術一門課程,它將與數字電子技術、單片機技術應用等課程綜合開發設計題目,訓練學生的系統設計的能力。在訓練方法上通過主動學習、自主設計和創新設計三個步驟激發學生的求知欲望和創新意識。(1)主動學習:根據實驗系統需要實現的基本功能和達到的指標要求,學生通過查閱文獻,確定自己的設計方案;利用軟件仿真電路,并通過調試確定適合的參數;寫出預習報告。(2)自主設計:根據軟件仿真電路搭建實際系統的硬件組件;完成系統程序設計;進行軟硬件調試,通過查找錯誤、解決問題,達到鍛煉提高的作用;測試系統的基本參數和功能。(3)創新設計:完成實驗系統的進階指標:如增加功能或提高指標;對系統進行最終測試,給出誤差分析;寫出實驗報告,提交實驗作品。綜合實訓使學生較系統地掌握電子系統設計過程的選題、立項、方案論證、電路設計、裝配調試、系統測試、總結報告、文檔整理等全過程,培養學生理論知識的綜合運用能力。
二、進一步完善實踐教學體系
1.嚴格考核制度
要想使模擬電子技術實踐教學順利地進行下去,必須進行嚴格的考核制度,以保證實踐教學的良好效果。(1)基礎實驗。根據學生每次做實驗前的預習報告和實驗中的操作表現、實驗后的結果分析,給出實驗成績,占模擬電子技術課程總成績的20%。模擬電子技術課程總成績=70%的期末考試卷面成績+20%的實驗成績+10%的平時成績。(2)課程設計。完成課程設計中常用單元模塊電路仿真,成績為“及格”;完成課程設計中常用單元模塊電路和規定電路的仿真設計,成績為“中等”;完成課程設計中全部軟件仿真設計,成績為“良好”;完成課程設計中全部軟件仿真設計和一個綜合設計制作選題,成績為“優秀”。
2.完善實踐教學體系的配套工作
除上述改革措施外,為進一步完善實踐教學體系,實驗室硬件設備和運行經費的投入是必要條件;編寫相應教材,加強較適合學生之間的交流也十分重要。已經完成或正在進行的工作如下:(1)吸取經典教材的寶貴經驗和新的教學理念,結合獨立學院的人才培養目標以及本院課程設置和課程大綱的要求,編寫適用于應用型本科的教材——《模擬電子技術基礎》以及配套的實驗及課程設計指導書。(2)開設電子設計工程師認證考試(EDP),為學生就業增加砝碼;指導優秀學生參加全國大學生電子競賽、全國大學生專業競賽等,促進“因材施教的個性化培養”。(3)建立了模擬電子技術課程與實驗的網站,實現了指導教師與學生、學生與學生之間的互動,拓寬了主動學習的空間。