时间:2023-03-10 15:08:04
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇电子技术课程设计总结,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
本课程的重点是电路设计,内容侧重综合应用所学知识,设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求,通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力,培养学生创新实践的能力。电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求,通过查阅资料、调查研究等,独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试,并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。
具体地说,学生通过课程设计教学实践,应达到以下基本要求:建立电子系统的概念,综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计;掌握电子系统设计的基本方法,了解电子系统设计中的关键技术;进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,掌握合理选用器件的原则;掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法;掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法;进一步熟悉电子仪器的正确使用方法;学会撰写课程设计总结报告;培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
2.电子技术课程设计的教学过程
电子技术课程设计是在教师指导下,学生独立完成课题,达到对学生理论与实践相结合的综合性训练,要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识,因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。教学环节可以分为以下四个部分。
2.1课堂讲授。
课程设计开始前,需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学,明确课程设计的要求,主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。在课堂教学环节中,指导老师介绍课题的基本情况与要求,要求学生从多个课题中选择一个。
2.2设计与调试环节。
2.2.1前期准备、方案及电路设计。
前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材,根据技术指标,进行方案分析、论证和计算,独立完成设计。设计工作内容如下:题目分析、系统结构设计、具体电路设计。学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计,通过论证与选择,确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算,称为预设计阶段,包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图(原理图和布线图),此阶段约占课程设计总学时的30%。
2.2.2在实验室进行电路安装、调试,指标测试等。
在安装与调试这个阶段,要求学生运用所学的知识进行安装和调试,达到任务书的各项技术指标。预设计经指导教师审查通过后,学生即可购买所需元器件等材料,并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路(并制作相应电路板),使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点,所需时间约占总学时的50%。
2.3撰写总结报告,总结交流与讨论。
撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告,不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结,而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面:系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外,还应对以下几部分进行说明:设计进程记录,设计方案说明、比较,实际电路图,功能与指标测试结果,存在的问题及改进意见,等等。总结报告具体内容如下:课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图,并说明电路的工作原理。组装调试的内容,包括使用的主要仪器和仪表;调试电路的方法和技巧;测试的数据和波形并与计算结果比较分析;调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点,指出课题的核心及实用价值,列出系统需要的元器件清单,列出参考文献,收获、体会,并对本次设计提出建议。
2.4成绩评定。
课程的实践性不仅体现实际操作能力,而且体现独立完成设计和分析的能力。因此,课程设计的考核分为以下部分:设计方案的正确性与合理性。设计成品:观察实验现象,是否达到技术要求。(安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力)实验报告:实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩:考查学生实际掌握的能力和表达能力,设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神,等等。
3.电子技术课程设计的步骤
中图分类号:G642;TN702 文献标识码:A
一、电子技术课程设计现状
目前,有很多的高校电子技术课程还处于研究的初级阶段,在课程内容的设计和实施方面存在许多困难。但是少数的重点院校在进行了课程设计改革后都取得了良好的效果,甚至开发出了很多的课程设计项目。经探索发现限制电子技术课程设计的原因有很多,其主要的原因就是实验的安全性和经费的限制。
二、电子技术课程的工作过程定位
所谓工作过程就是指为了完成一项工作并且为了获得良好成果而实施的完整工作程序,工作过程对课程设计具有极为重要的作用,不仅要对工作任务进行归纳总结,还得分析其工作的过程,才能从中学习并掌握相应的知识与能力。要想正确地定位工作过程,就要形成以学生为本的教学定位,突出工作过程的特征,研发出项目化及课程化的教学构成体系。
三、电子技术课程的设计与教学改革
1.电子技术课程设计与内容
为了学生能在毕业后更好地就业,学校的教育应该与企业的需求相结合,以岗位需求和国家标准作为行动标准,以就业素质为基础,进行教学内容的改革,培养学生的综合素质能力。为了更加贴合就业市场,我们可以分析市场上的电子企业,针对其特点及发展趋势,制订学校的教学任务与目标;还可以根据行业中的专业技术规律分析其工作过程中的典型细节,把电子类专业的课程分为几个不同的领域分别进行指导与教学。要让学生能够在课程的学习中学会分析、计算和实际操作与设计,电子技术课程的内容选择需要以基础知识为核心,并注重可持续发展的原则,依据课程的教学内容,布置实践与理论相结合的项目任务。
2.电子技术课程设计的教学改革与实施
(1)变革教学手段。按照以工作过程为导向的任务驱动型课程的开发思路,使用各式各样以学生为本的教学手段,能够更加有效地激发学生的学习兴趣,加强教师与学生间的互动,提升学生对于电子技术这门课程的学习积极性,改善教学的效果。在课堂教学中,教师可以使用案例、演示及研究式教学方法,在课堂上增加教师的演示环节,让学生对电子器件有深刻地认识,而通过设置情境并提出问题让学生自己模拟实施的教学方式,能使学生具备解决、分析问题的能力,并在学习的过程中互相学习、交流思路。在实践教学的过程中,教师可以使用现场教学、项目教学及讨论式教学等方式,以就业为导向,通过真实的情境设置,调动学生的积极性和主动性,通过加入对工作过程学习的教学模式,达成教学一体化。
(2)完善教学资源。教学资源是课程建设与发展的基础,学校的教学资源库不仅可以丰富和规范教师的授课备课教材,为教师的教学提供更好的支 持;还可以给学生提供更好的学习平台,让学生能够通过自主学习达到学习目标。企业的原始教材库和通过实验教学完善后的资源库是学校教学资源的主要来源,要想推动教学模式的改革,提升教学的质量,并在最大限度上满足学生和教师的教学需求,就需要建立更加完善的立体化教学资源库。
(3)改进考核制度。课程考核是评判学生学习成果和衡量教师教学效果的重要标准,科学的考核制度应该要充分地体现出学生对于基本知识和实践技能的掌握程度和学习效果。可以分为三个方面进行考核,其中笔试占一半,实验成绩占五分之二,再加上平时的成绩,这样的考核方式既注重了理论知识,也没有忽视实践能力的重要性,有利于培养全面的综合性人才。
四、结语
随着电子技术的不断发展和应用,电子技术在智能化、集成化和网络化方面都表现出广泛的发展前景,但是伴随着电子技术在高校课程的开展与运用,教学过程中的弊端渐渐突显。
近年来,我国各个领域都在发展,电子技术课程设计,就是数字电路教学发展以及模拟电路教学发展的结果,已经成为电子技术教学中的重点。电子技术课程设计,对学生的学习有着至关重要的影响,一方面,可以让学生学习和掌握电子系统的设计以及电子系统的调试;另一方面,能够有效提高学生的电路设计能力,促使学生掌握实验技能。为进一步发挥电子技术课程设计的作用,笔者立足电子技术教学实践,对内容改革与实践进行分析探究。
一、电子技术课程设计内容改革的原因
(一)满足学生的发展需求
随着时代的发展,学生的实际情况也在发生变化,原有的电子技术课程设计已经无法适应现代学生的实际情况,无法满足学生的发展需求。例如,原有的电子技术课程设计,其设计时间通常为15天,而课程设计的题目大多数由教师确定,然后,学生对某个电路进行焊接与调试,其基本教学流程长期没有改变与创新,一个课题反复使用多年,对不断发生的时代与学生而言,课题缺乏新意和吸引力,难以激发学生的学习兴趣,导致学生无法产生学习积极性,进而导致学生对学习产生厌烦情绪,引发学生中的抄袭问题,导致教学失效,无法实现教学目标。除此以外,教学方法单一、教学模式固定,也限制了学生的发展。
(二)满足时展的要求
电子时代背景下,在电子技术教学中,只有将新技术引入课堂,并结合教学内容,不断完善实验内容体系,才能保证教学的时代性与实用性,才能培养出具有时代精神、掌握先进技术,并能将技术用于实践中的复合型人才,满足学生发展的需求,满足时代的要求,因此,电子技术课程设计内容改革是具有现实依据和现实意义的,是课程发展的必然趋势,也是时代提出的新要求。
二、电子技术课程设计内容改革的实践
(一)课题选择上,注重实用性和趣味性
对电子技术课程设计而言,在选择课题时,要立足学生的实际情况,同时,应该充分考虑课题与所教学的理论知识之间的匹配程度,此外,还要考虑课题是否具有实用性和趣味性,趣味性是保证学生的学习兴趣,实用性是保证实践具有现实意义,两者兼顾可以保证设计内容满足教学要求的同时,又满足生产的实际需求。举例而言,课题的制订选择上,可以从学生的生活实际出发,让学生亲自实践组装可以用于现实生活的声控开关,或者是可以在电压异常时及时切换电源的电力安全开关,或是让学生组装防盗报警器等。除此以外,教师还可以选择音乐彩灯控制等新颖、有趣的新型课题,进而激发学生的学习欲望,充分发挥学生的创造力,提高知识的应用能力。
(二)注重对综合理论知识的灵活运用
就电子技术课程设计而言,其本质是用于生活实践,通过理论知识的学习,最终解决生活中遇到的实际问题。但是,若是想要实现解决实际问题的目标,在进行教学内容设计时,就要注重对课程理论知识的灵活运用。具体而言,在课程设计过程中,作为学生,要有意识地锻炼自己全面掌握、灵活运用理论知识的能力,培养自己独立进行内容设计的能力。在学习过程中,学生可以通过查阅相关资料、进行线路设计以及元件选择,实施电路安装,实现对知识的巩固目的,提高自己对知识的利用能力,实现理论与实际两者之间的有效结合。例如,在进行数字钟电路设计这一课题时,为完成任务,学生必须将自己掌握的所有零散数字电路知识完整地整理总结,然后在实践中具体地应用各个理论知识,通过反复的练习,可以有效培养学生的设计与分析能力,挖掘学生的内在潜能,提升学生的综合能力与素质。
(三)充分考虑专业特点与需要
为拓宽学生的眼界,让学生对所学知识产生浓厚的兴趣,在进行内容设计时,教师要将专业特点、自己的专业需要作为考虑因素。例如,“电动机测速系统”设计,一方面,该设计可以广泛地应用到工业生产领域中的控制调速系统当中;另一方面,设计中的锯齿波发生器以及设计中的电压比较器两者,也与教学中的电子技术课程内容有着紧密的联系。此类设计内容,一定程度上可以加强学生对专业的认同感,有助于学习兴趣,还可以开拓学生的知识视野。此外,还可以为学生后续的深入学习,奠定扎实的专业基础,以适应未来的岗位工作。综上所述,电子技术课程设计,以专业发展过程中形成与产生的具有时代性的实践性课程,为学生的电子技术应用实践提供了机会,对专业发展有着重要的作用。因此,要保持电子技术课程设计的先进性,使其能够适应学生的实际情况,满足时代的要求。
参考文献:
为进一步深化“3CE”应用型创新人才培养模式和课程体系的教学改革,期间教研室课题组老师对在电子信息工程专业开设电子技术课程设计的目的意义和任务要求以及教学内容和教学方式进行了深入研讨,制定了课程设计的实施细则:①将课程设计放在短学期的18至21这4周来集中实施;②制定课程设计报告规范性材料包括存档封面、课程设计过程表格、课程设计技术报告封面、课程设计技术报告目录、课程设计技术报告正文格式、课程设计技术报告打印设置);③建立了课程设计的课题库和元器件库,以及元器件的购置领用制度;④制定了乐山师范学院“2+1”学期制短学期电子技术课程设计课程教学工作计划。为保证课程设计正规化和规范化的实施作了扎实的基础性工作。
2电子技术课程设计具体方案的落实与实施
课程设计就是按设计题目任务要求,运用课程所学知识和客观条件,完成和实现课题目标的全过程。电子技术课程设计就是在开设了模拟电路和数字电路以及实验课程之后,运用所学模电和数电知识,完成特定功能电子电路的设计、安装和调试等。这要求学生在老师的指导下独立进行查阅资料、设计方案与组织实验等工作,并写出总结报告。我们根据课程设计的特点和所要达到的目标要求,采用了开放式的教学模式,真正把课程教学转换到以学生为主体的知识运用能力、创新能力和综合素质的培养上来。课程设计教学环节及主要设计流程如下:课题选题电路设计提交元器件清单电路安装、调试撰写设计报告验收、答辩成绩评定。
2.1课题与选题
电子技术课程设计的选题是课程设计首要的第一环节,既要符合电信专业的综合培养目标,覆盖所学主干课程知识,又要体现电子技术的先进性和应用性,拓展学生的知识面,以达到学生综合运用专业技术基础知识和工程设计实践能力的培养。所以我们课题组的指导老师精心设计了20个课程设计题目,并制定了每个题目的具体设计任务和要求,以任务书的书面表格形式,供各组(每组不大于2人)学生进行选题。刚开始同学们选题只想挑选简单易做的题目,这个过程老师要悉心讲解每个课题的具体任务、要求和所要达到的目的,使学生明确自己的任务,鼓励并对选择任务多、难度较大、完成得好的课题要酌情加分。
2.2电路设计
电路设计是整个课程设计中花费时间最多的环节之一,老师首先系统讲解课程设计的设计方法,设计步骤,设计要点,并以成功的设计案例进行分析、讲授;对每一个设计题目,要求学生必须明确系统的设计任务,根据任务进行方案的选择,然后对方案中的各部分进行单元的设计、参数的计算和器件的选择,最后将各部分连在一起,画出一个符合设计要求的完整的系统电路图;指导学生要求利用EDA(电子设计自动化)技术来完成整个电路的设计与仿真。这个电路设计期间是一个仔细认真反复纠错的过程,只有电路设计通过了软件仿真各项设计指标以后,才能进行硬件电路板的设计与安装。
2.3电子电路的安装
电子电路的安装与调试在电子设计技术中占有重要位置。它是对理论设计进行检验、修改和完善的过程,任何一个新产品往往都是在安装、调试并反复改多次方能最终完成。在电路安装、调试之前,要求电路设计正确,软件仿真也通过后,提交元器件清单。虽然学生已经在大一就进行了电子安装及工艺训练课的实践,但时隔一年多,许多同学的安装焊接技术已退化,所以我们对学生进行了手把手的“师傅带徒弟”的方法来强化训练学生,严格要求学生在自己设计的PCB板或万通板上焊接时遵循以下安装原则。
(1)所有元器件在安装前应尽可能全部测试一遍,以保证所用元器件均合格。
(2)所有集成电路的安装方向要保持一致,以便于正确布线和查线。
(3)安装分立元件时应使其标志朝上或朝向易于观察的方向,以便于查找和更换。对于有极性的元件,例如电解电容器、晶体二极管等,组装时一定要特别注意,切匆搞错。
(4)为了便于查线,可根据连接线的不同作用选择不同颜色的导线。一般习惯是正电源用红色线、负电源用蓝色线、地线用黑色线、信号线用黄色线等。
(5)连线尽量做到横平竖直。连线不允许跨接在集成电路上,必须从其周围通过。同时,应尽可能做到连线不互相重叠、不从元器件上方通过。
(6)为使电路能够正常工作与调测,所有地线必须连接在一起,形成一个公共参考点。正确的安装方法和合理的布局,不仅可使电路整齐美观、工作可靠,而且便于检查、调试和排除故障。如果能在组装前先拟订出组装草图,则可获得事半功倍之效果,使安装既快又好。
2.4电子电路的调试
电路的调试对于电子装置的最终形成和达到预定的技术指标是至关重要的环节。老师详细讲解电子电路的调试步骤,指导学生在调试前要对电路进行检查,包括连线是否正确;元、器件的安装是否良好,有无短路和连接错误的地方;电源供电(包括极性)、信号源连接是否正确;电源端对地(┴)是否存在短路的情况等;通过了上述的直观检查无误后,就可转入调试。调试包括测试和调整两个方面,它是为达到电路设计指标而进行的一系列的“测量判断调整再测量”的反复过程。调试的方法通常采用先分调后联调(总调)的原则,它包括通电观察、静态调试和动态调试的过程。在调试过程中电路会不可避免出现异常工作状况,学生要学会去查找、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学习机会。
2.5撰写设计技术报告
撰写课程设计的技术报告是对学生写科技论文和科研总结报告的能力训练。通过写报告,不仅把设计、组装、调试的内容进行全面的总结,而且把实践内容上升到理论的高度。我们对学生的设计技术报告进行了规范化的要求,技术报告应包括以下几点。
(1)课题名称。
(2)内容摘要。
(3)设计内容及要求。
(4)比较和选写设计的系统方案,画出系统框图。
(5)单元电路的设计、参数计算和器件选择。
(6)画出完整的电路图和PCB设计图,并说明电路的工作原理,截下仿真图并说明仿真数据和波形是否达到设计要求。
(7)组装调试的内容(包括使用的主要仪器仪表、电路调试的方法和技巧、测试的数据和波形与计算结果的比较、调试中出现故障的原因和排除方法等)。
(8)总结设计电路的特点和方案的优缺点,指出课题的核心及实用价值,提出改进意见和展望。列出系统所需元件清单。
(9)收获、体会。
(10)列出参考文献。
2.6验收与答辩
经过小学期的4周集中训练和实践,将自主设计的成果和作品以答辩的形式进行汇报和总结,答辩是有技巧的,答辩本身也是对学生进行综合素质、能力展示的训练,所以我们在课程设计的教学过程中也设计了这一环节,训练他们沉着冷静、自信应对在答辩过程中所遇到的所有问题。我们安排每组10分钟的答辩时间,要求先播放、阐述自己的设计幻灯(文档),然后演示自己的硬件作品,最后回答老师提出的2~3个问题。答辩过程中要求学生回答问题应该实事求是,不宜虚张声势,不懂装懂,回答问题要简明扼要;对确定自己无法回答的问题时,要态度平静地说明为什么未曾涉及这个问题的研究,不宜不着边际强行回答;有没有科学的求学态度,也是答辩的考核目的之一,千万不能给老师留下虚假狡辩的学术态度。遇到程度性问题,不能把话说得太死,恰当运用模糊词语,为自己留有余地。设计者对不同的意见要保持谦虚接纳的态度,同时要为自己的观点辩护。辩论中要客观、公正,言之有理、持之有据,语气平和,语言委婉,不能武断和伤人自尊,即使发问者有错误,也要举止文明,保持学者风度,不必将自己的观点强加于人,把自己的观点亮出来,供对方参考就可以。答辩完毕,无论气氛如何,应该有礼貌地向在场师友致谢。
3严格进行课程设计的成绩评定
作者简介:成开友(1963-),男,江苏盐城人,盐城工学院电气工程学院,副教授。(江苏 盐城 224052)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)08-0045-02
“电子技术课程设计”是学完“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”后配套的重要实践性教学环节,是实现基本理论知识和实际工程相联系的桥梁。学生通过“电子技术课程设计”可以将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来,不仅可以巩固及加深对基本理论知识的理解,还对学生动手能力和创新能力的提高起着十分重要的作用,并培养了学生正确的科学态度和科学精神。盐城工学院电类相关专业的学生都进行电子技术课程设计。为了更好地培养学生的动手能力和创新意识,学校对这门课程从内容到形式进行了有效的探索和改革,取得良好的实际效果。
一、传统课程设计中存在的主要问题
1.课程设计的题目少,内容单一、陈旧
以前,课程设计只有一个题目而且年年如此,后来改为三个,但还是太少,内容也陈旧,学生根据自己的兴趣爱好可选择的题目不多,致使学生的设计积极性不高。由于老师对设计任务给的太细,学生可发挥的空间就小,在进行预设计时难免会有学生相互抄袭的现象,不能更好地调动学生设计的积极性。
2.教学形式呆板
过去担心学生受能力的限制在规定时间内完不成设计任务,所以在课程设计开始教师总是详细讲解,并且给出具体的设计资料,将学生限制在教师指定的范围和指定的器件内,结果在同一个课题上学生给出了相同的设计方案,不利于发挥学生的主观能动性。
3.成绩的评定缺乏规范性
建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键。以往的评定方法只看做出试验结果的快慢和课程设计报告的内容,不顾过程,其弊端是教师的主观性较大,评定的标准不能具体量化,很难真正反映学生的真实水平。
二、改革的方法
1.设计题目及内容的改革
对于“电子技术课程设计”题目的选择尤为重要。首先,设计的题目要够多,这样学生的可选择性才够大;其次,设计内容要新颖有趣,有一定的使用价值,每个题目都可以巩固学习电子技术课程重要的知识点,比如:电压超限报警电路的设计可巩固学习比较器和555电路以及各种逻辑门的使用;编码电子锁的设计可巩固学习触发器和门电路;多路数据巡回检测电路会用到包括寄存器、计数器、数据选择器和数据分配器等多个中等规模集成电路的内容;广告灯控制电路包括了可逆计数、逐位显示和蜂鸣报警电路等单元部分,会用到显示译码器、计数器和555电路等电子知识。指导教师在告诉学生设计题目的同时还要把实验室的现有资源给学生讲清楚,学生可在这些限定的条件下进行设计,比如:实验室可提供的触发器只有D触发器,逻辑门只有与非门。这样,学生在设计过程中用到其他的触发器和逻辑门时可以相应地改成实验室已有的器件。这就要求他们要熟练地掌握课本上的理论知识,能够随机应变。当然如果实验室确实无法提供器件,也要鼓励学生自己去购买,这使得他们熟悉了更多新型电子器件的规格和功能,提高他们亲历亲为的能力和学习兴趣。
2.预设计方案的确立
进行预设计时要鼓励学生用模块化的分析和设计方法进行设计。学生通过查阅资料,根据设计要求自行确定实施方案,给学生提供更大的自,使学生能够相对独立地进行实践,充分扬其所长。由于学生受到知识面的限制和其他主、客观原因的影响,初步的设计方案难免存在遗漏和错误,教师要对学生的设计进行把关,保证他们的设计能实现基本功能。同时,也可通过集体答疑的方式组织学生公开讲解设计方案,让学生互找问题、讨论解决方法,从而达到优化设计方案的目的。这些方法增强了教学的互动性,同时也为学生提供了充分发挥个人能力的空间,调动了学生们学习和创作的积极性。初步的设计方案确定以后就要进行仿真实验。Multisim是非常适合模拟/数字电路仿真的软件,它提供了大量的仿真元件模型,且仪器仪表种类之多是很多电子实验室无法比拟的。通过Multisim进行功能仿真可以发现一些设计中存在的问题,进一步优化设计方案,同时增强了学生学习的兴趣,加深了学生对理论知识的理解,提高了学生的实践能力,也使学生掌握了电子仿真软件的使用方法,为后续课程学习打下良好基础。最后,学生把初步的设计方案上升到理论的高度,写出一份详细的预设计报告,包括设计题目、设计任务、总体方案的设计、单元电路的设计、元器件的选择与参数计算,画出总体电路图,列出所用元器件的详细列表和参考文献。这样,做到设计思路清晰明了,为后面的安装调试做好充分的准备。
3.安装调试
按照自己的设计方案进行安装调试,是学生非常期待也是最能得到满足感的一个环节。按照预设计报告中元器件列表领取器件,然后分模块进行安装。在这个环节指导教师要引导学生注意整体布局的美观、规范,比如:电源线和地线要分开,各成一列,并分别用不同颜色的导线进行区分。在确定安装无误的情况下进行通电调试。在调试阶段,有些学生只要发现实验结果不对就手忙脚乱无从下手,指导教师要引导学生从信号输入的一端开始逐个模块进行调试,排除故障的方法要从大范围到小范围,最终找到故障的确切地点。在调试过程中要启发学生自己查找、分析原因,找到解决的方法。通过调试使学生加深对电路工作原理的理解,学会调试电路查找故障的方法。调试完毕后,不要马上拆线交给老师完事,指导老师要鼓励学生用调试好的电路做实验,例如:可以对单元电路的输出进行实际的测算,并跟理论分析结果进行比较,进一步理解电路的特性。这样做可以通过课程设计为学生提供锻炼的平台,提高学生的实践能力和学习积极性。
4.撰写总结报告
总结报告是学生对课程设计全过程的系统总结,不能等同于平时的实验报告,因此,学生应按规定的格式进行书写。总结报告的图纸要规范,所有图纸都按工程设计标准严格要求。这样可提高学生的方案表达能力、工程制图能力和科技写作能力等基本综合素质,为毕业论文的书写打下基础。
5.建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键
在注重结论正确的同时,应该强调整个设计方案实施的全过程。成绩评定包含五个部分:一是预设计方案的正确性与合理性及仿真的结果,占总成绩的25%;二是实验动手能力(包括安装工艺水平、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神等),占总成绩的30%;三是学生的答辩情况,占总成绩的10%;四是设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神,占总成绩的10%;五是总结报告(包括方案的论证、调试过程中出现的问题及解决方法、数据处理、结果分析、收获和体会等)占总成绩的25%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待,提高了学生学习的积极性和主动性。
三、改革的效果
1.培养了学生对设计性实验的兴趣,增强了学生动手实验的信心
由于设计题目与实际紧密联系,充分调动了学生的学习热情和自觉性,学生在独立完成电路后兴奋不已,很多同学对自己设计并调试成功的电路爱不释手。
2.提高了学生多方面的能力
在动手实践设计过程中,学生们从通过查找资料给出预设计方案到互相配合着进行安装调试,最终得出实验结果,每一环节都发挥了他们的主动性和创造性,提高了分析和解决各种问题的能力以及相互合作的能力。
四、结束语
课程设计时间虽短,但在培养学生学习兴趣和实践创新能力方面成果显著,为了保证电子课程设计顺利高效进行,除了老师的正确指导外,还需要先进的实验室设备和器件的配置,并希望以后能够建立完善的实验室开放系统,将专业实践课程科学合理地进行整合,开设综合性的大实验,以达到更好的教学效果。
参考文献:
[1]粟田禾.电子技术基础课程设计的教学改革与实践[J].高职教育研究,2006,(2).
关键词:电子技术;实践教学;教学改革
中图分类号: G642. 0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)02(c)-0000-00
我校地处新疆南疆沙漠边缘,是传统的农业院校,《电子技术基础》是新兴电气、计算机、通信专业的核心基础课,包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程,实践教学包括实验和课程设计两个环节,其相关知识直接影响后续课程的学习,对学生的就业和工作也有着深远影响。长期以来,实践教学一直处于理论教学的“教辅”地位,不利于学生综合素质、动手能力的培养,严重制约着我校电气、计算机等专业的教育发展。随着南疆工、农业的发展,用人单位对学生的工程实践能力越来越看重,更倾向于聘动手能力强的人才。这就要求教师转变观念,结合实际教学情况和各方面的反馈信息,结合新的教育理念,对《电子技术》实践教学进行教学改革。
1、 实验教学改革
1.1实验内容改革
原有的电子技术实验课存在验证性实验多和实验内容陈旧的弊端。为此,全系教师根据各方面反馈的信息,不断调整和充实实验内容。从原来的试验中选出少量经典实验,以保证电子技术实验的基本知识、基本技能和基本方法,又增加了综合性实验和创新性实验,以锻炼和提高学生的动手、思维能力。最终确定的实验内容:模拟电子技术部分包括晶体管共射极单管放大器、负反馈放大器、集成运算放大器的应用、OTL功率放大器、直流稳压电源;数字电子技术包括TTL集成逻辑门测试、常用组合逻辑电路的测试及其应用、触发器及其应用,常用时序逻辑电路测试及其应用、电子秒表,另外,还有一些偏重于自创性和设计性的选修实验内容,譬如彩灯控制电路设计、步进电机驱动控制系统设计、温度控制电路、电池电量检测报警电路等,以满足那些感兴趣和动手能力强的学生。
1.2 实验教学方法改革
长期以来,电子技术实验课采取实验室教师讲解,学生现场连线,教师帮助调试的教学方法。因为学生对实验内容生疏、实验时间有限、接受能力参差不齐,经常是实验做了,一问还是感到茫然,起不到实验课应有的作用。为了解决这个问题,我们采取项目教学法。把每次要做的实验看做一个教学项目,提前一个周末布置下去,让学生提前预习实验内容,上网查资料,并利用理论课堂介绍的PROTEUS软件进行仿真,为了避免浑水摸鱼的现象,每个学生的仿真电路图发给教师检查。实验课上,教师把主动权让给学生,不需要讲解,学生对要做的实验内容和原理已经非常清查,他们更多的是带着好奇心,看看他们设计仿真的电路图在硬件上是否合理,所以一到实验课,都是急不可待地动手做起实验来,调试电路,教师要做的就是对于现场出现的问题进行具体指导。采取这样的项目教学方法,避免了传统的填鸭式疲惫教学,让学生在挑战中完成了实验,满足了他们的成就感,增加了他们的学习兴趣。另外,为了调动学生学习的积极性和主动性,电子技术实验室实施开放式教学。
1.3教学手段革新
EDA技术是现代电子技术的标志,是电子技术教学内容手段改革的必然趋势【1】,利用该技术可以实现硬件设计的软件化,提高实验效率。所以,我校电子技术实验课程中引入了PROTEUS仿真软件,来完成电路的功能设计、性能分析、时序测试和调试功能。因为仿真软件为电路设计提供了多种分析方法,拓展了实验的深度和广度,为硬件电路的实现提供了正确的理论依据和设计方案,使课程实验朝着“方案设计-软件仿真-电路设计与制作-系统调试”这一工程实践的流程发展【2】。通过这种“虚实结合”、“软硬兼施”的实验教学手段,提高了我校学生的电子综合设计能力和工程实践技能。
1.4多元化考核方式
实验课程成绩由3部分组成: 平市实验成绩(占30%),综合实验成绩(占20%),实验操作考试(占50%)。其中,平时实验成绩评定采取实验全过程的评价方法,即实验预习占20%(教师课前检查),实验操作过程占50%(教师现场记载),实验报告占30%(教师课后评阅)。综合实验评分包括实验项目方案设计和原理电路设计、实验完成情况及实验过程中分析问题和解决问题的能力、总结报告的撰写等3方面。在实验操作考试中,学生随机抽题,主要考核学生在电路设计、接线调试、仪器设备使用、数据测试、实验结果分析等方面的能力,这就督促学生认真做好每一个实验。
2、课程设计改革
电子技术课程设计的教学目标是让学生掌握电子系统设计的一般方法和设计流程,熟悉现代电子电路系统设计过程中常用的辅助工具及其使用方法,着重培养学生电子系统设计能力和创新意识,学生分析问题和解决问题的能力[4]。电子技术课程设计与以往相比,还是采取3人一组、教师指导、以学生为本,激发学生学习兴趣的教学模式,其改革主要表现在教学内容、教学手段和考核机制几个方面。
我校电子技术课程设计开课一般在14-15教学周,教师可提前4周,在第十周让学生进行选题,以留出购买元器件的时间。在选题过程中,学生不仅可以选择教师提供的课程设计题目,还可以自拟题目,自拟题目需要指导教师审核,以确定学生自拟的题目能够达到教学计划的要求。课程设计的题目来源于工程实际,要具有综合性、先进性和实用性,并且每年都有新的补充。结合我系教师的工程实践经验,目前开设题目有数字温度计、交通灯控制器、音乐彩灯控制器、数字频率计、出租车计价器、声光控楼梯照明开关设计、直流稳压电源设计、水箱自动供水电路设计、OTL音频功率放大器设计、数字抢答器设计、篮球24S计时器设计等二十多个题目。
为了更好的达到教学效果,把EDA技术引入到电子技术课程设计的教学中。学生在完成电子系统的初步设计方案后,先进行PROTEUS仿真,验证所涉及的方案的逻辑功能,修改方案中的原理性错误,然后在进行安装调试。并且,对所做项目采取模块化设计,各单元电路逐级进行设计、仿真、调试,这样有利于检查和排除故障。根据电子产品设计流程,结合我院新近PCB板实验设备,电子技术课程设计增加了原理图和印制电路板图的绘制。设计方案仿真通过后,要求学生使用PROTEL软件进行设计方案的原理图绘制和PCB板绘制,使电子技术课程设计的教学内容更接近于工程实践。最后,在教师指导下,学生进行焊接、调试,完成整体项目。
结合工程实际产品设计的一般流程,根据各个环节在设计电子技术课程设计的所占比重,课程设计成绩由设计方案成绩(占20%)、软件仿真成绩(25%)、硬件调试成绩(占35%)和总结报告成绩(占20%)四部分组成。
3结束语
通过近几年电子技术实践教学改革的进行,充分激发了学生自主学习的主动性,提高了学生的实践动手能力、培养了学生的创新精神、团结协作能力,同时学生的科技总结报告撰写能力也得到了锻炼,为学生整体素质的提高奠定坚实的基础,也为学生参加电子竞赛储备了深厚的理论和实践知识。
电子技术课程设计是配合电子技术课课堂教学和实验教学的一个教学环节。它能起到巩固所学知识、培养综合能力、提高实验技能、激发创新思想的作用。笔者结合多年来承担电子技术教学及其课程设计的工作经验,对该设计的各个环节提出几点看法。
一、选题时应注意的问题
一般来说。电子技术课程设计的教学任务是在集中时间内使学生通过亲自设计制作一个有实用价值的电子产品,巩固和加深在电子技术理论课中所学理论知识和在实验课中所学的实验技能。基本掌握常用电子电路的一般设计方法和步骤。亲身经历电子电路的设计和实验过程。为达到此目的,更好地完成教学任务。任课教师的主观态度和教学方法很重要,其中教师能否认真选题就是关键的一步。笔者认为。教师在选题时要考虑如下问题。
(1)不同专业的电子技术课程设计安排的学时不同,应提出不同的要求。在进度上。既要有几个小时可以完成的部分,还要有要求几十个小时才能完成的部分;在要求上,要有按部就班的部分。也要有综合性较强、需要钻研的部分。总之,要全面考虑。使得选题的适应面广、综合性强,切实保证达到预期的效果。
(2)教学上要循序渐进。加强对学生自学能力和独立工作能力的培养。鼓励创新。这也是技工教育办学的特色之所在。在实际教学环节中,教师应该为学生尽可能地提供所需查阅的资料。为学生自行探索提供便利。更大程度地发挥学生有创造性的想象力。
(3)加强学生在生产实践方面的训练。电子技术基础课程设计一般是技校学生所面对的第一次设计。它不同 某一次的某一单方面的实验。而是具有一定的系统性和完整性的设计。完成该课程设计后,学生对电子电路的设计、安装、调试、常用元器件的性能以及管脚排列等都有了更深刻的了解,使学生有一个整体的概念和设计的思路:为以后的毕业设计和工作打下良好的基础。
(4)考虑选题的实际性,强调应用。要使得题目更加结合日常生活中经常遇到的一些实际问题。或具备一定的应用前景,或结合学生专业的特点,来充分调动学生的积极性,使学生由被动变设计发展为主动设计。比如。设计应用不同场合的报警器、不同范围的稳压电源、多路智力抢答器、简易信号发生器等。在实验室允许的情况下。学生可以自行选择感兴趣的实验项目,这样有利于对学生个性的培养。
二、实施步骤
(1)授课环节 课程设计教学是学生在学习完电子技术课程(包括模拟电子电路和数字电子电路)之后进行的。学生已经有了一定的理论基础、实验技能和自学能力。课程设计应该采取以自学为主的教学方法。让学生在解决问题的实践(包括设计和实验等)中得到提高。对于初次搞电子技术课程设计的学生。要讲解常用电子电路的一般设计方法。使得学生有一个整体的感觉。而且也知道在遇到问题后。应该如何下手解决。虽然电子电路种类繁多、千差万别,但是设计的总体思路大致是一样的。比如选择总体方案、设计单元电路、选择元器件、计算参数、实验调试(电路功能的修改和测试)、方案的最后确立环节等。要启发学生根据具体实际情况。灵活掌握。授课学时在24个,不宜过多。
(2)学生独立设计阶段。这部分时间完全由学生自己掌握,要求学生完成总体方案的设计、单元电路和元器件的选择、参数的设计等。为进实验室做好准备。教师只提供必要的指导和答疑。在答疑期间应尽量鼓励学生开动脑筋。多提不同方案。进行深入分析和比较,以便做出合理的选择;引导学生既要兼顾模拟电路,也要兼顾数字电路。不要盲目热衷于数字化方案;要引导学生考虑如何保证性能可靠、降低成本、减少功耗和体积等实际问题。要让学生知道明确提出和选择一个令人满意的方案并不是很容易的事情。要学会在分析论证和设计过程中不断改进和完善,使学生意识到做什么事情也都不是一帆风顺的。遇到问题应该如何对待。如何去换个角度来思考问题。还要鼓励感兴趣的学生。除完成课程设计的基本教学任务外,对设计题目要做进一步研究。
值得注意的是,有的教师为了省事。不鼓励学生创新。而是重复以前所做的题目。这样会导致学生产生惰性,也是对学生不负责的体现。
(3)实验室动手环节。在进入该环节时。教师应该预先审核每组学生所设计的原理图。以保证没有原则性的错误。这部分是学生通过亲自动手来验证自己设计的成果的。同时也是对教师的考查。实验环节是问题比较多的部分。由于学生们一方面急于验证自己的设计效果,一方面为了提高速度。再加上学生经验的不足。往往会出现一些低级错误。比如电源没有打开、设备电源线未接、集成电路的地线不接。甚至集成电路器件插反、电源反接等。一旦出现错误后,大多数学生不是冷静地去考虑问题出现的原因,而是焦急的等待教师的帮助。所以在进实验室之前对学生要强调应注意这些问题,尽量避免上面的类似的错误。
对于学生在实验室中出现的问题,应该视具体的情况具体处理。如果有可能造成损失的就要先断电,比如电源接反、集成电路插反等。然后提示学生电源部分的故障,从电源人手开始进行检查,并告诉他们在下次通电之前,必须经过教师的检查。如果不是电源故障,则引导学生自己来查找,一是检查电路的连接,二是用所掌握的理论来分析原理图,根据信号的传输以及电压电流值来逐级排查。学生大多是只顾检查电路的连接,而忽略至关重要的第二步。这也是考查学生理论和实践联系的关键。这时教师切不可盲目直接指出问题的所在,而应该启发学生结合所学内容,自己设计的原理图,来独立分析问题。比如在CM0S集成电路的使用中,为了抗干扰,要求不使用的管脚不可以悬空,这一点在门电路中很重要。
(4)讲评及总结报告。在完成上述几个环节后,教师的讲评是必需的。针对学生在独立设计阶段和实验阶段所遇到的问题进行总结,并且对有创造性的和有个性的新颖方案予以表扬和必要的讲解。为活跃课堂气氛,可以采取大家共同讨论的方式。
设计报告很重要,要求每一个学生都必须撰写,内容包括:题目名称、任务和要求、电路原理的设计(其中含总体方案及其论证、单元电路的设计和元器件的选择、完整的电路图、主要参数等)、实验调试中的问题以及解决方法、结果、收获、体会等。该环节可以加强学生对设计报告写作能力的训练。设计完成后都应该有完整的技术报告,这是工程技术人员严谨作风和良好素质所必需的。所以对学生的设计报告要统一规格,严格要求。
三、综合评定
以数字化、网络化、智能化为特征的信息化浪潮蓬勃兴起,开启了通信大发展的时代,使社会对高职通信类专业人才的需求迅速增长。电子技术课是高职通信类专业的必修基础领域课程,是完成好通信技能培养的奠基石。开展电子技术课工学结合的教学改革,构建以学生为主体、以项目为载体的课程教学模式,对提高教学质量具有重要意义。
一、传统教学模式下电子技术课开设的现状
电子技术是一门理论与实践相结合的课程。在高职通信类专业教学计划中,电子技术的教学目标是:培养学生的电工电子应用职业能力,包括熟悉元器件与性能、掌握基本电路分析方法、熟悉电工电子一般应用、熟练使用常见仪器仪表;在课程学习的过程中培养方法能力与社会能力;为专业领域课的学习奠定电工电子基本理论知识。在教学组织方式上,囿于传统学科体系的课程组织方式和讲授式的教学模式,电子技术课普遍采用了“理论课程+实验教学+实习课程”的分设方式。仍然遵循着课程、实验、实习分离开设,一学期理论教学和实验,另一学期再实习;一位老师讲授理论,另一位再指导实验实习。在教学内容上,电路分析、模拟电子和数字电子的理论知识体系严谨慎密,但实验基本以实验箱验证测试为主,设计性和综合性实验较少,学生常常是为完成实验而实验,很难将实验上升到知识;实习则用1~2周,完成某单一电路安装为主。在教学考评上,一般以单独的理论笔试、实验验证操作、实习操作等终结性考核为主,辅以平时出勤与纪律的考核。与本科相比,高职学生底子相对薄、基础相对弱,对单纯的知识讲授感到乏味,学习积极性不高,甚至厌倦电子技术的学习。学科化的电子技术课程体系和授受式教学模式,在高校精英教育时期,以及在学生素质较高、学习能力较强、逻辑思维较好的学生中,发挥了重要的作用。但是随着高职进一步放宽入学门槛,高职学生普遍趋于行为导向能力和感知能力较强,对策略性体验型知识易于掌握。因此,电路与电子技术课就亟需改革传统学科化的课程组织模式和授受式的教学模式。
二、通信类专业的电子技术知识与技能需求
通过对高职通信类专业面向的主要从业岗位职责进行调研,分析提炼岗位工作典型任务,湹清通信类专业岗位的核心职业能力,分析核心职业能力所在的专业领域课程,建立通信类专业核心职业能力对电路与电子知识技能的主要需求关系。
三、以项目为载体的电子课体系建构设计
以项目为载体的工学一体化,就是把项目作为学习载体,教学以项目任务的形式开展。重构以项目为载体的电子技术课基本思路是:先选择合适的载体,即设计出能承载图1中技能和知识点的项目。在实施项目的过程中,通过学生主动参与项目的“咨询、决策、计划、实施、检查、总结”,教师对项目任务进行“布置、引导、提问、检查、小结、反馈”,从而达成电子技术课的教学目标,完成“电路电子能力+方法能力+社会能力”的培养。电子技术课程的知识与技能包括四个部分:电工与电路、模拟电子、数字电路和常见仪器仪表。但高职通信类专业一般只包括图1所列的24个基本知识点。为此只需对应选择相应的有效载体,如图2所示,可选择7个项目24个子任务,来承载24个知识点并完成相应的知识与技能。
四、以学生为主体的电子课教学模式构建
选定了7个载体24个子任务,逐一明确每个任务引导知识点,其设计思路即体现了以学生为主体的教学思想,但还需站在高职学生的认知水平去组织教学。先引导知识点,再采取“关联、主动、合作、对话”的方式去实现工学结合的教学。即在在关联方面,情境化的设置,体现真实工作场景,使学生身临其境。在主动方面,让学生领受任务任务阅资料制定计划,分析解决问题并进行具体实施。在合作方面,小组讨论提升团队能力。在对话方面,学生展现项目,书面和口头总结策略、步骤,展现成果。实现电子技术工学结合教学模式的路径:一是要设计编写项目任务所需的引导讲义;二是要准备项目任务书材料;三是要建立任务所需的教学情境并做好准备;四是要合理教学调度安排。通过项目设计、任务引导、情境设置、学生咨询决策计划、讨论实施总结、教师点评、布置作业等步骤,达到“让我去做,我会理解”的目的,从而实现电子技术课的教学目标。
五、构建知识与技能并重的考核评价
课程评价是教学过程必备的重要环节,既要达到考核目的又要能调动学习积极性。电子技术课教学改革后,需要过程评价和终结评价结合,也需要知识考核和项目动手技能相结合。考核方式的设计,着重要体现完成任务与掌握知识并重,知识融于任务过程。避免改革后出现轻知识的情况,考核方式建议包括:平时成绩由任务引导的准备与提问、分工与提交的任务方案计划、任务总结发言情况、作业练习等环节构成;项目成绩由任务进程中的观察记录、制作项目结果情况、操作规范情况等构成;笔试成绩由单元知识测试、半期笔试、期末笔试等构成。
六、结语
实施高职通信类专业电子技术课教学改革,着重体现了以学生为主体的教学情境构建、以项目为载体的课程设计、以教学做一体化的教学模式构建、以过程评价和终结考核相结合的考评方式设计。突出学生参与电子项目后再上升到知识的过程,契合了高职学生的思维模式,有助于提高学习的愉悦度,从而提高电子技术技能和知识素养,为后续通信职业能力奠定基础。
参考文献
[1]杜爽,朱凤武,郭瑞娟,孙上媛.电工与电子技术教学改革的研究与探讨[J].高教学刊,2016(9).
[2]庄晓燕.电子技术课程的课堂教学研究与探索[J].教育教学论坛,2016(5).
[3]韦泽训.构建高职移动通信技术专业工学结合人才培养模式的思路与方法[J].继续教育,2011(9).
一、引言
在现代电子技术发展日新月异的今天,电工电子相关课程的教学模式受到了很大的冲击。随着大规模集成电路、计算机技术、信息处理技术的迅猛发展,电子系统的设计手段和方法也在不断更新。在实践教学过程中如何提高学生的实践能力,培养满足社会发展需要的优秀人才是高校工作者在教学工作中需要不断思考和探索的问题。
按照知识传授、能力培养、素质提高、协调发展的教育理念,以学生能力培养为核心,建立有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学体系,是北京交通大学国家级电工电子实验教学示范中心建设的目标之一。为此,示范中心设计了一系列基础性、设计性、综合性、创新性和研究性的实验内容。
为了强化电子类专业学生的综合设计能力,示范中心进行了电子类系列课程设计的教学设计。系列课程设计的教学目的是巩固加深相关电子技术课程的理论知识和综合使用技能。通过对一个具体实际应用系统的设计过程,让学生掌握系统设计的一般方法和设计流程,熟悉现代电子产品设计过程中常用的计算机辅助设计工具及其使用方法。
通过系列课程设计,加强实践环节,提高学生的实践技能,为学生在本科学习期间工程设计能力的培养打下坚实的基础。而这种工程实践能力无论是对于一名工程师还是一名研究人员都是非常重要的基本素质。
二、建设基础和建设理念
为加强实践教学,近年来示范中心开设了四门课程设计:电子技术课程设计、DSP技术课程设计、EDA技术课程设计、单片机技术课程设计。四门课程设计均单独授课、单独考核。2001年“电子电路实验系列课程改革”教学研究项目获得国家教学成果二等奖,2004年“数字电子技术课程建设的研究与实践”教学研究项目获得北京市教学成果一等奖。示范中心奠定的良好基础和全体教师的不懈努力,为课程设计的课程建设奠定了可持续发展的基础。目前电子技术课程设计的课程建设已经被列入学校精品课程建设的行列。
在课程设计的建设过程中,示范中心一贯强调具有鲜明时代特征的“一个优先、两个结合、三种意识”的教学思想。即强调师资队伍建设优先,建立一支教学水平与科研能力兼备、教育思想和知识结构先进、年龄结构合理的从事电子技术基础教学的师资队伍;强调课程建设和当前教学改革、人才培养目标相结合,课程建设和科研相结合;强调领先意识、精品意识和特色意识。按照我校“国内一流、国际知名”的发展定位来建设课程设计,使课程设计的教材、网络课程、电子教案、实验教学等内容形成立体化规模,适应时展需求。
三、课程建设与实践
先进的教学理念需要切实有效的教学方法与手段来实现,这些手段和方法需要符合学生的认知水平和教育规律。在近几年的实践教学工作中,示范中心针对课程设计的教学内容、实验教学方法、实验组织方式、考核方式等进行了研究、探索与实践。课程建设与实践工作主要表现在以下几个方面。
1.以学生为本,尊重学生的学习兴趣
“兴趣”是最好的老师,一旦学生对学习的内容产生了兴趣,那么学生的学习积极性将会得到极大的提高,学生的潜能也会得到最大的挖掘。
考虑到电子技术、单片机技术、DSP技术、EDA技术应用的广泛性和学生兴趣的迥异,目前每门课程设计均提供多个设计性题目。
在课程设计过程中,学生根据自己的兴趣自主选择设计题目。题目的难易程度有一定的差别,每个题目均有基本功能和扩展功能两个部分,基本功能是要求学生必须完成的设计工作,是对学生实践能力培养的最基本的要求;扩展功能有一定的难度,属于选做的设计工作,这部分设计工作给优秀学生提供了发展的空间。这种教学设计兼顾了不同层次学生的水平,满足分层教学的需求。课程设计中的设计题目是在充分考虑通信工程、自动化、电子科学与技术不同专业的特点,考虑了设计内容的实用性和先进性以及学生的实际情况确定的,设计题目基本符合学生的认知规律。
在进行设计选题过程中,学生不仅可以选择课程设计讲义中提供的设计题目,还可以选择讲义以外自拟的设计题目,但是需要指导教师的审核,以确定学生自拟的题目能够达到教学计划的要求,把好教学质量关。这样做不仅提高了学生的学习兴趣,同时不同题目的设计工作同时在开放的实验室进行,学生们可以互相交流,扩展了视野。
2.实验室开放,提供自主学习环境
课程设计的教学内容强调学生的学习自主性,强调学生的发展是在学生自主学习与外部条件的相互作用中完成的。
为了达到强化实践教学环节的效果,课程设计基本是集中在小学期进行。为了能够让学生自主地安排学习、设计时间,有更多的时间自主选择设计题目、优化设计方案,示范中心在开放实验室的前提下,提前一个月的时间安排设计工作,明确设计要求。通过课程设计指导教师对不同题目的设计思想、设计方案、设计流程、设计方法和调试注意事项等相关内容的介绍,让学生自主选择题目,进行方案论证,最终确定设计方案。自主性学习尊重了人的发展规律和学习规律的客观需求,是学生创新意识和创新能力形成的基本要素。
3.发挥网络教学优势,提高教学效率
由于课程设计题目多、方案多,在课程设计教学指导工作中,为了保证教学质量,提高教学效率,每位指导教师仅针对一两个设计题目精心准备教学,进行课程设计题目和内容的介绍。同时授课电子教案在示范中心的网站,方便了学生自主学习。
4.重视启发式教学
在教学中重视启发式教学,将传统的在实验室手把手的指导方式转变为启发式的引导。
在课程设计教学过程中,理论课中注重总体方案设计思想的介绍、设计步骤的讲解,注重技术课程设计过程中设计错误典型案例的介绍,以及减少设计错误的措施、调试方法和一些经验。理论教学仅介绍部分设计方案中核心芯片的功能,不提倡给学生提供具体的设计电路,注重启发式教学,鼓励学生的创新精神。
针对学生设计中出现的问题,帮助学生分析问题出现的原因,探讨解决问题的有效方法。鼓励学生自主学习,并注重学生创新能力的培养。
5.重视实践过程和学生综合素质的培养
在教学工作中,我们不仅注重学生课程设计的结果,更加重视学生的实践过程,重视学生在设计过程中的每个细节。示范中心希望通过四门独立设课的课程设计,加强学生查阅资料的能力、工艺素质、市场素质、团队精神以
及综合设计和实践能力的培养,从而达到强化学生综合实践能力目的。
课程设计的最终目标是设计完成一个功能系统的物理实现,因此购买材料、器件成为设计过程不可缺少的一个环节。在设计过程中要求学生在设计方案确定之前,进行市场调查,自己到电子市场购买元器件。这样做锻炼了学生查阅芯片资料、确定参数、寻求各器件替代品、灵活修改电路的能力。不仅培养了学生进行工程设计的成本意识,而且让学生熟悉了市场。
由于设计工作涉及面广,任务繁重,因此课程设计要求以3人小组的形式完成。学生自由组合,自己选出组长,组长根据小组选择的题目进行分工。这种方式锻炼了学生与他人之间的沟通能力和团结协作能力。在设计方案论证、资料检索、器件购买、问题分析等过程中,培养了学生的团队精神和合作意识,提高了学生的综合素质。
6.完善科学的考核制度
考核的目的是检验教与学的效果、促进教学内容的完善和教学方法的改进。目前课程设计的考核包括三个方面:设计结果、设计报告和答辩结果。设计报告有初期的总体方案设计报告和最终的设计报告。考核过程中不仅注重设计结果,更加重视设计过程,重视学生设计报告中的问题分析及解决方法,重视学生答辩过程中分析问题的能力。突出考查创新能力,多方位、多角度地考察和评价学生的能力。
四、教学方法比较
近几年示范中心尝试了三种课程设计教学方式。一是全部工作由实验室教师完成,根据自然班安排指导教师,实验室开放,学生任选设计题目。二是由实验教师和理论课教师共同承担设计指导工作,根据自然班安排指导教师,实验室开放,学生任选题目。三是实验教师和理论课教师共同指导,实验室开放,任选题目,但教师的安排不再是以班级为单位,而是以设计题目为单位,每位老师仅负责一到两个设计题目。
实验教学结果说明第三种教学方式教学效果较好,不仅指导教师人员充足,而且便于工作细化,保证了教学质量。另外,由于每个教师仅指导一至两个题目,不再是十几个题目、近百种设计方案,这样教师有更充沛的精力研究分析设计题目的教学方法和设计方案,便于精品课程的建设。
五、存在的问题和改进思想
目前存在的问题主要有两个。
2.综合实训:提升综合素质模拟电子技术实践教学改革的最后一个环节是综合实训。这其中已经不只是模拟电子技术一门课程,它将与数字电子技术、单片机技术应用等课程综合开发设计题目,训练学生的系统设计的能力。在训练方法上通过主动学习、自主设计和创新设计三个步骤激发学生的求知欲望和创新意识。(1)主动学习:根据实验系统需要实现的基本功能和达到的指标要求,学生通过查阅文献,确定自己的设计方案;利用软件仿真电路,并通过调试确定适合的参数;写出预习报告。(2)自主设计:根据软件仿真电路搭建实际系统的硬件组件;完成系统程序设计;进行软硬件调试,通过查找错误、解决问题,达到锻炼提高的作用;测试系统的基本参数和功能。(3)创新设计:完成实验系统的进阶指标:如增加功能或提高指标;对系统进行最终测试,给出误差分析;写出实验报告,提交实验作品。综合实训使学生较系统地掌握电子系统设计过程的选题、立项、方案论证、电路设计、装配调试、系统测试、总结报告、文档整理等全过程,培养学生理论知识的综合运用能力。
二、进一步完善实践教学体系
1.严格考核制度
要想使模拟电子技术实践教学顺利地进行下去,必须进行严格的考核制度,以保证实践教学的良好效果。(1)基础实验。根据学生每次做实验前的预习报告和实验中的操作表现、实验后的结果分析,给出实验成绩,占模拟电子技术课程总成绩的20%。模拟电子技术课程总成绩=70%的期末考试卷面成绩+20%的实验成绩+10%的平时成绩。(2)课程设计。完成课程设计中常用单元模块电路仿真,成绩为“及格”;完成课程设计中常用单元模块电路和规定电路的仿真设计,成绩为“中等”;完成课程设计中全部软件仿真设计,成绩为“良好”;完成课程设计中全部软件仿真设计和一个综合设计制作选题,成绩为“优秀”。
2.完善实践教学体系的配套工作
除上述改革措施外,为进一步完善实践教学体系,实验室硬件设备和运行经费的投入是必要条件;编写相应教材,加强较适合学生之间的交流也十分重要。已经完成或正在进行的工作如下:(1)吸取经典教材的宝贵经验和新的教学理念,结合独立学院的人才培养目标以及本院课程设置和课程大纲的要求,编写适用于应用型本科的教材——《模拟电子技术基础》以及配套的实验及课程设计指导书。(2)开设电子设计工程师认证考试(EDP),为学生就业增加砝码;指导优秀学生参加全国大学生电子竞赛、全国大学生专业竞赛等,促进“因材施教的个性化培养”。(3)建立了模拟电子技术课程与实验的网站,实现了指导教师与学生、学生与学生之间的互动,拓宽了主动学习的空间。