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[中图分类号] TN02-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)14-0085-02
一、引言
全国大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动,目的在于按照紧密结合教学实际,着重基础、注重前沿的原则,促进电子信息类专业和课程的建设,引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新能力、协作精神;加强学生动手能力的培养和工程实践的训练,提高学生针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力;吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才脱颖而出创造条件。目前,全国大学生电子设计竞赛已经成为教育部主办的最有影响力的在校大学生竞赛活动之一。
2011年全国大学生电子设计竞赛广东赛区的组织工作由华南农业大学承办。实验室作为学生开展创新实践活动的主要场所,在培养学生创新实践能力方面发挥着不可替代的重要作用。通过大赛的组织与承办,进一步促进了我校电子类实践教学的建设与发展。
二、2011年电子设计大赛广东赛区赛事回顾
全国大学生电子设计竞赛的权威性受到全国各高校和企业的高度认可与赞同。2011年是广东省赛区参加该赛事的第10周年,也是华南农业大学参加该竞赛的第10周年。为了进一步推动这项赛事的健康有序进展,激发学生参赛的热情和积极性,华南农业大学十分重视大赛的参赛工作和本次承办工作。
截至2011年6月28日,广东赛区共收到来自广东省的80所高校(39所本科院校,41所高职院校)的报名参赛信息,共有593支参赛队伍、1779名学生报名参加比赛。比上届增加了11所高校,增加了62支参赛队伍,为历届参赛人数最多的一次赛事。为了使参赛学校和参赛队伍及时了解赛事的信息和通知,组委会于2011年6月28日及时开通了2011全国大学生电子设计竞赛广东赛区的官方网站(http:///),并陆续在此网站上了相关信息。
2011年全国大学生电子设计竞赛广东省赛区测评工作于9月9日-9月11日在华南农业大学进行。本次竞赛共有593支参赛队伍报名,573支参赛队伍参加测评,经过专家组测评、讨论决定,共评比出广东省一等奖57项,二等奖93项,三等奖123项,其他参加测评的参赛队伍为成功参赛奖,如表1所示。全国一等奖共6队,其中深圳职业技术学院的DG4810队伍(队员:满兴震,詹一挥,田宇,指导教师:熊建平)获“瑞萨杯”奖,全国二等奖共39队。
表1 广东赛区获奖情况统计表
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为保证本次电子设计竞赛测评工作的公平性和评测质量,根据全国组委会的《全国大学生电子设计竞赛(2009-2012)专家工作守则》要求,本次竞赛对评审专家的组成采取了各校推荐和组委会遴选相结合的原则。各高校推选的专家必须具备副高级以上职称,在电子工程相关教学科研领域具有丰富的经验和一定的影响力。组委会确定了43位来自省内本科和高职高专院校的专家对学生的参赛作品进行评审,其中女性专家10名,专家合影如图1所示。
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三、电子设计大赛促进实践教学改革
(一)激发学生对实践教学环节的学习主动性
高等教育由于受传统教育观念的影响,特别是受“重理论轻实践”观念影响,学生对实践教学环节往往并不十分重视。电子设计大赛命题往往是一个或几个学生就能够完成的、规模不太大的电子系统,没有现成的实验步骤,需要自己设计并完成,而且学生还要能够自行检验系统是否合理,是否达到要求,这就对学生的理论知识和实践技能都提出了较高的要求。在竞赛的促动下,学生对实践技能训练产生了很大的热情,使被动学习变为主动学习,激活了学生的创新思维。
(二)完善实践教学的软硬件条件
为了方便参赛学生开展实践技能训练和科研活动,学校建立了全天候实验室开放制度,设立了创新实验室,并自主开发了开放实验室管理软件专门用于南楼408创新实验室的管理。对参赛队员和测评专家来说,配备齐全的各级各类的实验设备,是保证学生顺利完成设计和专家顺利完成测评工作的前提条件。为此学校以承办电子设计大赛为契机,加大对实验设备的投入,更新设备,保障了我校学生参赛期间和为期4天的广东省竞赛作品测评以及综合测评期间的设备需求。本次广东赛区的现场测评均设在华南农业大学工程南楼电子工程系与自动化系实验室,共13个实验分室。共使用测评仪器251台套。测评仪器使用情况如表2所示。
表2 测评工作使用的设备台套
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(三)发现不足进而深化实践教学内容改革
高校实践教学过于薄弱,实践教学内容过于教条,在一定程度上制约了学生创新实践能力的提高。中国工程院院士罗锡文教授在本次赛事总结会议中表示,非常支持这样的学术性比赛,并建议今后应当把实际科研与大型科技类比赛结合起来,把学生的积极性和创新思维充分调动起来,让学生在比赛中赛出更好的成绩。
电子竞赛选题的内容充分体现了实践能力和创新精神的培养。依托电子设计大赛,我校拓宽实践教学的思路,深化实践教学内容的改革;加强综合性实践教学,减少验证性实验;注意实践教学内容的更新,不断将新理论、新技术介绍给学生;注重考核方式的多样化,鼓励学生阅读相关电子刊物,并以论文、读书笔记、小产品设计等形式作为作业或考试的一部分。
(四)培养了学生的创新实践能力
电子设计大赛需要的理论知识涉及电子信息技术的各个方面。电子设计竞赛实质是学生专业综合素质技能的竞赛,是实际科研活动和实际生产过程的缩影。在知识考查方面具有广泛性和深入性,在综合设计能力考察方面也具有一定难度。这不仅要求学生要有扎实的理论功底,同时需具有熟练的实践技能,并且能够熟练查阅资料,充分利用网络资源,发扬团队精神,互相取长补短。在大赛的促动下,学生自发地进行技能训练,到实验室的次数和频率都大大增加。参加过大赛的学生普遍反映,在后续的学习中,解决问题的动手能力和解决问题的信心明显增强。目前,不少知名的企业如合众达电子、深圳华为、深圳中兴、金信通信等来学校招收毕业生时,都表示愿意对参加过电子大赛并获奖的学生以优惠条件优先录用。
四、结束语
全国大学生电子设计竞赛,其规模正在不断扩大,其作用、意义也得到了广泛的肯定。通过参与并承办2011年广东赛区的赛事,激发了学生的学习热情,加强了创新实践能力的培养,同时有效地检验了我校电子类实践教学的水平和质量,促进了实践教学内容的改革与发展。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张育广,邓俊,李彦超,等.实验技能竞赛与创新实践能力培养的探索[J].实验室研究与探索,2010,(8):207-209.
[2] 于微波,姜长泓,刘珀.以电子设计大赛促进实践教学改革[J].当代教育论坛,2010,(6):40-41.
对学生的组织与过程管理贯穿于整个电子设计大赛的各个时期,它既包括对学生的选拔和专业集训,又包括对参赛学生的纪律和意志的培养与考察。这项工作开展的好坏直接关系到学校在大赛中取得的成绩的好坏。为有效地组织与管理学生,可从以下几个环节人手。
1.成立电子设计大赛领导小组。为高效组织竞赛活动,在竞赛正式进行前至少一学期,应专门成立电子设计大赛领导小组。领导小组人员不要太多,一般在10人以内。小组里应设组长1名,可由专管教学的副校长肩任;副组长2人,可由代表学校参赛的学院院长和校教务处处长共同肩任;小组成员5一7人,由与电子大赛的开展工作相关联单位的负责教师构成。领导小组的主要职责是负责大赛的组织与管理工作。具体包括:(l)培训计划和集训方案的制定淞)负责电子设计竞赛环境建设及资料收集;(s)负责竞赛联络与组织工作;(4)定期召开领导小组研讨会,交流电子设计竞赛指导经验。
2.加强宜传与学生动员工作,激发学生的参赛热情。针对参赛学生所学专业知识及所掌握基本技能的实际情况,在宜传及动员学生时,应以大三学生为主力军,大二、大一学生中的佼佼者为后备军。因为大三学生已具备一定的专业基础知识和实践动手能力,而大二、大一学生相比较大三学生来说要弱些。所以,鼓励大三学生自己报名,要求辅导员及专业课教师推荐大二、大一学生中的佼佼者,从而构成培训班。这样既满足电子设计大赛参赛学生具备扎实及宽广理论知识的基本要求,又起到“高年级学生带低年级学生”、延续锻炼学生的目的。在这种宜传和动员思路的依托下,充分发挥辅导员及学生干部的积极作用,集中对大三学生进行关于电予设计大赛的广泛宣传及动员。领导小组开动员大会,让学生了解学校在前几届全国大学生电子设计竞赛中取得的成绩及参加电子设计大赛的目的和意义,通过学校和学院各部门对这项活动的宣传和热情支持,能充分调动学生的参赛积极性。
3.做好学生的集训工作,并选拔出优秀的参赛选手。将报名的学生和辅导员推荐来的低年级学生中的佼佼者组建成一个理论培训班,以参加专业的专题集训。由于正式参加竞赛的学生名额有限,因此须对培训班的学生进行筛选。筛选的基本原则是综合考虑学生在接受培训期间所表现出来的纪律性、团队精神、意志品质、自学能力、专业知识的强弱和实际动手能力。最后留下的学生应该具备两方面的素质:一方面应该具有严格的自律性、坚韧不拔的精神和较强的团队协作精神,另一方面应该具备较宽广扎实的专业知识、较强的实践动手能力、一定的科技论文写作能力和灵活应变的能力。当然,学生在报名前接受的是大众化的课堂学习和实验室里的实验课练习,没有进行专门的纪律性教育,所学专业知识面很窄很浅,而且由于实践环境也有限,学生实际动手能力没有得到系统的锻炼,理论联系实际的能力较差。此外,因为没有系统的完成一个设计题目,所以不能在几个同学的协作下较好地完成论文写作、题目设计、实物制作和答辩这整个过程,而这些都是电子设计竞赛涉及到的必要内容。因此,必须对学生进行有针对性的培训,增强他们的专业理论知识,提高他们的实践动手能力,培养他们的团队协作精神和坚强的意志力。根据培训的进程,将学生的筛选工作分为初选、复选和终选三个阶段。
(1)初选:专业理论知识专题讲座和基本计算机操作培训结束后,组织教师向领导小组系统汇报培训期间学生集训及组织与管理等方面工作的开展情况,领导小组通过听取组织教师的汇报,再听取上课教师和培训学生代表双方对培训的心得意见,经充分讨论后,根据上课考勤、作业完成情况、专业基础知识及学生的意志品质,对培训学生进行初选,最后留下三倍于正式参赛人数的学生继续接受基本技能培训。很显然,初选的原则主要看重学生的纪律性、专业基础知识、自学能力和意志品质。
(2)复选:基本技能培训结束后(包括常用仪器仪表的使用,常用EDA软件使用技巧,单片机系统设计,软件工程技术,HDL语言及编程,无线电技术,科技论文写作,以及相应的实验和设计),根据学生在培训中体现出来的自己解决问题的能力、实践动手能力的强弱及论文写作能力进行筛选,最后留下两倍于正式参赛学生人数的学生接受综合训练。
(3)终选:根据复选后的学生的个人兴趣和特长,将学生分为几个专业专题小组,由指导教师指导各组学生单独完成一个设计题目,包括资料查找、设计方案的确定、电路设计、软件编写、硬件调试、论文写作及答辩。通过这次综合训练,系统地提高了学生的论文写作、软件编程及硬件制作与调试的综合能力,同时进一步地培养了学生的团结协作精神。因而在筛选学生时,主要考查学生三方面的能力—科技论文写作、常用电子电路软件设计、硬件设计与调试。首先留下那些同时具备上述三种能力的学生,但实际上这样的学生很少,大部分学生只是具备其中某些方面的能力,比如有的学生论文写得好,但是软硬件差,有的学生硬件制作与调试能力强,但在软件编程方面又有欠缺。而电子设计竞赛就需要参赛组具备上述三种能力,并不是一定要求参赛小组的每个成员都具备上述三种能力,因而在筛选学生时,只要将只具备某项能力的学生有机搭配在一起,促使参赛小组共同具备上述三种能力就行了。所以,根据参赛组数,按照比每组参赛学生多一名学生的原则进行终选。然后将终选的学生再一次按照几个大的专业方向进行分组,每组配备两名指导教师。在指导老师的指导下,一方面,预做一些常用的单元电路,如电源、放大器、机箱、软件开发平台等,为大赛作好一切的前期准备工作;另一方面,有针对地进行实战模拟训练,即在规定的三四天的时间里,全面系统地完成指定的设计题目。
在筛选学生的过程中,要注意两方面的问题:一方面是要加强对学生的培养,使学生有所获。即使大部分学生最后没能人选参赛,但是他们通过培训,知道自己在某些方面的欠缺,促使他们更加努力的学习,以迎接更大的挑战。另一方面是注意不同年级学生的延续培养。相比较而言,大二学生的专业知识比大三学生的差些,大一学生又比大二学生差些,如果只是一成不变的按照上述筛选原则,最后留下的学生中肯定没有低年级的学生了,即使有也是寥寥无几,倘若这样势必造成学生培养的断层。所以,在集训时,应有意识的对低年级学生加倍培养,以此缩短他们与高年级学生之间的差距,在筛选时有意留下其中的佼佼者,在参赛时,除了特别优秀的低年级学生直接作为选手参赛以外,其他的低年级学生被配备到各参赛小组作为辅助,让他们感受大赛的激烈气氛,为下届大赛的正式参赛作好准备。
4.加强对学生的管理工作。对学生的管理贯穿于整个大赛的赛前培训与选拔、赛中竞赛、赛后答辩的过程中,它同学生的组织工作是相辅相成的。针对大赛的赛前、赛中和赛后这三个过程的不同,对学生的过程管理的侧重点及采用的方式方法也不同。(1)赛前培养与选拔时期。主要训练学生的纪律性和自学能力,对学生听专业讲座的课堂纪律和实践操作训练的团队协作精神进行培养和管理,采用的方法除了制定严格的作息制度和实践规章并严格考核以外,重要的一条管理思路就是让学生自己管理及相互监督、提示和管理,比如在培训班里选出一名班长和一名副班长,由他们负责班里的日常事务并通知相关事宜,如擦黑板、考勤、收交作业、收集学生对听课的反馈意见、通知培训安排及反映学生的思想动态等。组织教师根据掌握的实际情况,及时采取措施作好上课教师与学生之间的沟通工作,从而促使培训任务的圆满完成。(2境赛正式进行时期。主要要求学生严格遵守赛场规则,冷静、有条理地对题目进行分析与设计,这是对赛前学生纪律性教育和专业能力培养的检验,当然对那些不遵守赛场纪律,不服从监考老师指令的学生要严格批评并坚决处理。因为赛场赛风直接代表了参赛单位即学校的名誉。(3赓后答辩时期。除了提前对学生进行答辩技巧的培训外,主要是在组织学生到答辩现场参加答辩时进一步加强学生的纪律性及其他日常管理,即在确定了论文答辩的学生和实践操作技巧答辩的学生后,加强同组三名学生之间的协作意识和应变能力,但根本宗旨只有一条,这就是服从答辩教师及专家的指令,冷静、灵活地应对所发事情,充分展示自己的能力,充分展现学校的丰采。
二、对教师的组织与协调
初选的学生只是对部分专业知识进行了简单的书本上的学习,在知识掌握的宽度和深度上都欠缺很多;同时,在实践操作上也仅仅通过实验课和一些校内竞赛得到的锻炼,它所形成的实践能力远远达不到电子设计大赛的基本要求,因此,就需要有一支综合能力强的教师队伍来对参赛学生进行综合培养,既包括专业理论知识和实际动手能力及科技论文写作能力的培养,又包括团队协作精神及吃苦耐劳精神的培养。可以说,如果没有这样一支综合能力强的教师队伍对参赛学生进行孜孜不倦的培养,就没有综合能力很强的参赛队伍,也就不可能在大赛中取得可喜的成绩。同理,仅仅有能力强的教师,而没有对这些教师进行有效的组织与协调,就是一盘散沙,也就不能发挥出这支教师队伍的巨大能量。如何对教师进行有效的组织与协调呢?总结起来有这样几个方面:
1、建立激励机制并付诸实施。学校应该专门制定对参与学生科技活动指导的教师进行激励的措施,比如对获取省级及省级以上竞赛奖的参赛小组的指导教师计算科研积分,并且这些经历及积分将作为职称评定及评优的重要项目。在学校激励措施的前提下,领导小组再结合实际制定一些奖励及处罚措施对教师加强组织与管理,比如对获取省级及省级以上竞赛奖的参赛小组的指导教师颁发证书和奖金奖励,在当年评优及推优上享有优先权。这些激励机制的出台将极大地增强教师参与大赛的积极性,再通过有效的协调与组织管理,就能发挥出指导教师的巨大作用。在赛后,根据既定的奖励与处罚措施,对相关教师进行了实事求是的奖励与处罚,既树立了学校及领导小组的良好形象,又激发了教师参与大赛指导的热情。
0.引言
作为全国最高规格的学生电子类竞赛,全国大学生电子设计竞赛一直引导高校在实验教学中注重培养大学生创新能力、协作精神和理论联系实际的学风。[1]每一届的竞赛都涌现出许多优秀的、动手能力强的电子人才,但另一方面,也暴露了现今高校电子类本科教学的许多不足之处。
在全国大学生电子设计竞赛中,参赛的大多是每所高校最具动手能力的学生。但从交作品的情况看,即便是优秀学生,某些学生的电子设计水平还是明显不足:有的学生拿不出一点成果,既没有硬件电路,也没有软件程序,甚至没有设计论文;有的参赛学生虽然把一些硬件电路板做出来了,却因为程序调试不通过,即使设计论文写得再好,也没有达到题目的基本要求。而从这些学生的参赛过程,可以分析其在电子设计方面存在的主要问题。
1.知识面窄
面对竞赛题目,方案选型、实际产品制作,学生表现出知识面非常狭窄,思维不够活跃,不能够提出多种设计方案来选择。根本原因在于学生甚至个别教师,在教与学过程中都过于注重教科书的个别经典案例,而对实际应用、设计思路却知之甚少,导致面对设计题目时不知所措。论文大全。
因此,电子专业教学中就要加入大量的关于电子设计、应用的内容。应该在保证基础知识的前提下,适当剔除对实际应用意义不大而偏重理论研究的内容,将这些内容留给考研学生或研究生学习。另外,集成技术和芯片封装飞速发展,要求我们在教学过程中强调基本原理、基本分析方法的同时,增加新器件和专用集成电路内容,使基本原理和实际应用有机结合,进而着重分析由功能单元构成的通用集成电路的应用。因此,应该根据社会的需求和电子设计竞赛的内容增加介绍一些新集成电路和可编程器件等教学内容。同时,还可以组织开展一些跟电子设计有关的选修课、讲座以及技能训练活动,以提高学生的专业水平、开拓学生的专业视野。
2.实践动手能力较弱
部分学生虽然做过相关课程的实验、实习,但制作实际产品时却不知从何做起,基本的电子制作技能较差,不能做到布线规范、焊接牢固、懂得排除故障等等。若一个电子设计者不掌握这些技能,那么他不可能把自己的设计成果做成实物来调试,也就不能验证其设计的合理性。论文大全。因此,这些都是把电子产品付诸实际的基础技能。而部分学生缺乏技能锻炼,能力亟待提高。
要解决这个问题,建议压缩纯理论的教学内容,把时间留给学生多做实验、多做实习、多做电子产品的设计,而且学生要有足够的时间把这些实践练习仔细做、重复做。譬如电子工艺实习时,制作电子产品的每一步骤都应该让学生操作:从电子元器件(包括贴片元件)的识别与检测,到印制电路板的设计、制作,再到电子元器件的安装、焊接(包括拆焊),整机调试、测试,最后写出总结报告。整个过程缺一不可,而且应该在实习中安排若干件电子产品,让学生通过这几件产品把每个步骤都重复几遍。只有这样,学生才会练就制作电子产品的功底,在真正设计电路的时候,就会减少因为制作上的失误而导致调试失败、产品完成不了的机会。
3.综合运用知识能力差
一个电子产品的开发,包括方案论证、器件选取、单元电路调试、电路图的设计、电路板的制作、程序编写、调试及系统测试等内容。这一方面要求设计者有很强的系统概念,对整个方案的选取有宏观的把握;另一方面,又要求设计者对每个单元电路有相当的把握。在电子系统的设计中,部分学生会因一个很小的细节问题而导致整个系统最终失败或开发停滞不前。而另外一些学生,虽然对每个知识点都熟悉,但是多个知识点结合起来,关系错综复杂,多个模块组合成一个系统的时候,驾驭能力明显力不从心,综合应用所学知识的能力不强。论文大全。
学生出现此问题,归根结底是因为他们缺乏电子设计的锻炼。所以,可以改变以理论带动教学的传统思维,尝试以典型产品来带动电子技术理论课程的教学,能使理论与实践结合,提高教学效果。譬如以电子时钟作为主题,当学生学习数字电子技术时,教师引导学生利用数字集成电路芯片设计一款电子时钟;当学生学习单片机技术时,教师引导学生采用软件和硬件相结合的思想重新设计一款电子时钟,用与之前完全不同的电路结构实现同样的功能;随着课程的继续,在基本的电子时钟的基础上逐步加入闹钟、整点报时、语音报时等等功能。用这种方法推广到以多个典型产品来带动教学,学生就既能掌握到理论知识,又能掌握到设计技术,更对基本的电子产品烂熟于胸,这不止对其比赛,对其以后的工作或深造也是极为有利的。
4.眼高手低
全国大学生电子设计竞赛极能检测学生的电子设计功底。若学生在课外不花大量时间浸在电子设计的世界中,很难锻炼出设计实际产品的能力。很多学生在校学习过程中,老师布置的作业、实验、实习、小设计等都能很好地完成,考试也能高分通过,就觉得自己能自如地参与竞赛。但实际上,在有限的四天三夜的竞赛时间里,真正能踏踏实实做出实物,调试成功的却凤毛麟角。这反映出学生缺乏对自身能力的审视,眼高手低。
针对此情况,可以开展校内电子设计大赛,这样既可形成学习气氛,提高学生的实际动手能力,让学生有审视自身能力的机会,也可为学生提供施展才能的空间,为更多的优秀学生脱颖而出创造条件,更能为全国大学生电子设计竞赛选拔优秀学生。其次,建立电子设计竞赛训练中心,定时开展课外活动,让学生在教师的指导下根据自己的兴趣,自己或组队选题、设计,进行电子制作,培养学生自主学习和合作能力。
5.结束语
“重理论轻实践”一直是高等教育中的问题。[2]大学生电子设计竞赛再一次证实了问题的存在,也正在促进各大高校的教学改革。而教学改革又会提高竞赛的水平。竞赛与教改,必将互相要求、互相促进,共同为培养优秀的电子人才而持续发展。
【参考文献】
[1]侯蕊,刘国通.电子设计竞赛对高职实践教学改革的启发[J].中国电力教育,2009,(147:145-146
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0148-02
电子信息产业是一项新兴的高科技产业,产业前景十分广阔。随着信息科学技术的飞速发展,产业规模不断扩大,对电子信息类应用创新型人才的需求也愈来愈多。但是伴随高等教育大规模扩招,大学生就业竞争增大,就业难现象日渐凸显,同时企业为了生存和发展,对人才提出更高的要求,诸如具有2-3年工作经验、应用创新能力、快速学习能力及团队精神等等。这就要求普通高校以适应用人单位为实际需求,面向基层和生产第一线,强调实践能力和动手能力的培养,同时,要培养学生具有更宽广或者跨学科的知识视野,注重知识的有用性,具有创新精神和综合运用知识的能力。
第二课堂,特别是第二课堂的科技活动,作为高校教育教学活动的重要组成部分,具有很强的实践性和科技性,在培养学生的工程应用能力、创新意识和综合素质等方面体现了重要的作用和意义,一直受到社会认可和重视。大学生参与科研等实践活动最早可追溯到1969年美国麻省理工学院首倡的“本科生研究机会计划”(UROP),为本科生提供参加科研工作的机会,经过四十多年的发展和变革,成为国内外诸多知名高校普遍效仿的做法。国内以清华大学、浙江大学为代表的一批知名高校,从20世纪90年代初开始实施“大学生科研训练计划”(SRTP),取得了较好的成效,为其他高校开展大学生科技活动提供了许多宝贵的经验。[1] [2]
一、开展科技活动的指导思路
首先“以学生为主体,以教师为主导”,这是“一条主线”,贯穿于整个活动体系之中,即教师是科技活动的主导者和指导者,学生是主体,是执行人;突出“两个目标”的培养,既要“培养学生的工程应用能力和创新意识”,也要“培养学生的团队合作能力”,这是时展的需求;以“三种活动形式”来开展科技活动:技能培训、学科竞赛、科研训练,从基础知识、基本技能、基本应用的学习,到综合知识的运用,有计划分步实践;按学生个人能力有序地培养学生综合素质,分成“四个能力层次”阶段:基础技能层次、综合应用层次、系统设计层次、提高与创新层次。活动形式与能力层次相互交叉,有序进行,可持续发展。
二、开展科技活动的实践
(一)能力层次培养的多元化
1.基础技能:第一课堂很大程度上已经解决了基础知识和基本概念的学习问题,但是受到课堂教学内容和时间等因素的限制,在基本技能和基础应用的培养上还是不够完善,特别是在学习兴趣引导、持续培养上有很多不足之处。因此,我们在本科一年级就开展电子技术入门讲座与培训、EDA软件使用培训、常用仪器仪表使用、兴趣小制作等多项基础技能训练项目,来引导学生产生学习兴趣,培养学生的基本实践能力,为今后的学习打好基础。
2.综合应用能力:丰富的实验室各类资源,为我们开展技能应用能力培养提供了条件。结合实验室的建设和发展,多年来我们逐步形成三个工具型应用方向:430单片机类、FPGA类、DSP类。基于各类实验平台或者实验箱,进行指定的系统设计项目的认知、理解、实践和改进,逐步掌握当前主流系统设计芯片的使用。针对不同年级和专业的学生,我们每年都定期开设430单片机培训、FPGA应用培训、DSP(28XX系列为主)培训,学生根据自身兴趣或专业方向有选择的完成各类芯片的应用培训。
3.系统设计能力:系统设计能力反映了一个学生的综合素质,不仅要对所学知识内容良好地综合和灵活运用,还要具备一丝不苟的工作精神和良好的心理素质。在这个层次上,学生主要面对各类电子设计大赛的能力考验。如全国及江苏省大学生电子设计竞赛、“挑战杯”电子设计作品大赛、嵌入式系统设计大赛等,知识面广,技术含量高,不仅锻炼了学生的分析和解决问题的能力,还培养了他们吃苦耐劳、团队合作的探索精神。
4.提高与创新能力:通过科研训练以及参与教师科研,学生将受到严谨的治学态度和科学方法的良好训练,从而开阔视野,培养自身自学能力、组织能力、团队合作能力和想象能力,发挥创造力和潜能,激发创造精神。
(二)活动形式开展的多样化
1.技能培训:实践技能是基础,是解决问题的手段。第一课堂教学一般都偏重于理论教学,在实践技能讲授上不够深入,也不能充分激发学生的学习兴趣。所以,我们在开展第二课堂科技活动时,首先强调基本实践技能的掌握,基本软硬件工具的掌握。这些实践技能都是通过开展丰富的各项培训(专题学习)来逐步认识、学习和强化的。每年我们开展的专题培训有电子认知实训、电子制作、430单片机应用、DSP系统设计、FPGA应用开发(包括Verilog HDL建模训练)、ARM应用开发等等。我们每年对学生进行的培训多达5千人时数。
2.学科竞赛:学科竞赛是大学生用所学到的理论知识解决实际问题的有效载体。学生通过组织和参与学科竞赛,培养了创新性思维和创新能力、工程设计和动手能力、撰写科技论文能力以及团结协作能力。目前,我们开展的学科竞赛主要有全国及江苏省大学生电子设计竞赛、“博创杯”嵌入式系统设计大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、TI DSP创新挑战赛、Altera FPGA创新大赛等,每年我们指导学生至少完成5项作品。
3.科研训练:学生参与科研训练,能全方位地锻炼他们综合设计、应用和创新的能力。在科研活动中,学生将遇到一系列电子领域中最新发展的新理论、新技术、新手段、新材料,这将大大激发学生的创新意识,迫使学生突破原有的学习范围和模式,建立更为合理的知识结构,使学习变被动为主动。从2008年起,我校每年推出“本科生创新计划”活动,我们团队已立项20多项,每年指导将近30名学生参与其中。
(三)活动体系实践的步骤化
1.前期阶段:从学生入学至二年级上学期,一年半的时间。这是打基础的阶段。这期间学生主要面临着英语考级和高数等多门基础课程的学习压力,课外时间有限。所以这个阶段,以兴趣引导、培养为主,开展基本技能训练和能力培养。主要有专业介绍、电子技术入门、电子小制作等计划项目,此外还安排观摩电子设计等学科竞赛活动,引导和激发学生兴趣。
2.中期阶段:从二年级下学期至三年级下学期结束,一年半的时间。这是学生学习、掌握和实践的黄金阶段,是整个科技活动的核心阶段。这阶段主要培养学生各种专业技能和综合应用能力,如:从430单片机学习入门,逐步掌握电子系统设计的概念、方法和实践,再进一步延伸到DSP、FPGA、ARM的开发应用上。学生自身能力主要通过以上各类赛事来检验和锻炼。
3.后期阶段:四年级,一学年的时间。这是提高和创新的阶段。通过参与科研活动,进一步锻炼自身综合素质,培养团队协作能力和创新意识。我们每年度挑选合适的学生,5人组成一个课题小组,相互协作完成各项科研训练项目和教师科研项目。
三、实践成果和成效
自2008年以来,我们实践教学团队一直积极引导和培育学生对电子系统设计的兴趣和能力,有序有组织地开展科技讲座,开放项目研究,以及参加全国大学生电子设计竞赛、全国嵌入式设计大赛等活动,取得了良好的成绩。获得全国及江苏省电子设计竞赛奖项12项,其中江苏省一等奖2项,全国三等奖2项;“博创杯”全国嵌入式设计大赛奖项5项,其中全国三等奖1项,江苏省一等奖1项;校级大学生创新计划立项25项,校级教研教改项目立项3项。教师和学生的学习能力都得到了锻炼,成绩逐步上升。
通过第二课堂科技活动的设计和实践,取得了明显的教学成效。学生的综合素质和工程实践能力得到锻炼和提高,学生的自信心增强,分析问题和解决问题的能力明显比其他同学强,在专业课实验、毕业设计(论文)上依赖性很少,能独立出色地完成任务,成绩都是优良以上。此外由于知识面广、实践经验丰富,学生在面试和试用时占有较大优势,就业成功率比其他同学高很多。近年来通过第二课堂科技活动培养的学生,大部分都在上海、南京等城市的电子类相关公司的研发单位成功就业,很受欢迎。
第二课堂科技活动的成功实践,也吸引了更多教师积极参与其中,使教师对教育理念和人才培养目标有了新的认识,对能力培养和综合素质教育的重要性和必要性认识有了进一步提高,大大促进了我校教学研究的深化改革。
四、结束语
多年的实践证明,第二课堂科技活动将理论与实践、应用与创新紧密联系在一起,是第一课堂有益的补充和拓展,是挖掘和发挥学生自身潜能,促进学生个性发展的一项重要举措。今后我们将不断完善第二课堂科技活动,提高自身综合水平,营造科技文化氛围,树立科技创新和学术意识,让更多的学生积极参与其中,为培养创新型人才服务。
[ 注 释 ]
一、引言
现代电子系统设计是我校电子科学与技术专业(以下简称为“电子”专业)的一门选修课程。通过该课程的学习与实践,目的是使学生对现代电子系统设计及原理有一个较为完整和系统的认识,并具有一定工艺分析、解决工艺问题和提高产品质量的能力,可以掌握嵌入式系统开发的主要过程,从专业的角度对嵌入式计算机系统进行分析设计,并且掌握ARM处理器的体系结构。从课程的教学目的可知,本课程要求培养学生在知识综合应用和动手实践方面的能力,不仅要求学生具有扎实的基础知识和对知识的综合应用思维,还需要学生具有很强的动手能力和应用能力。
近年来,随着电子技术的发展,电子系统的设计方法和手段也在不断更新和进步。电子系统设计方法在快速发展的电子技术应用中不断受到挑战。从传统手工设计方法到EDA设计方法,从分立元件系统到集成电路设计,从PCB集成系统到芯片集成系统(SoC),从纯硬件系统设计到硬件与软件结合的系统开发,新型电子系统层出不穷,其设计理念也发生着革命性的变化。这使得企业不仅需要毕业生在进入该领域时具备良好的专业能力和素质,更需要他们了解和形成现代电子系统设计的团队思维方式和综合设计方法。同时,学校要促进教学知识与时俱进,培养符合社会需要的实用型工程技术人才,提高学生的就业竞争力;也要对现代电子系统设计课程的教学方法和教学模式进行深刻的思考和改进。
二、存在的问题
现代电子系统设计课程的传统教学模式主要包括理论授课和实践实验两个部分。理论授课主要包括对现代电子系统设计的方法、思维、工具、应用基础的介绍与强化,常用处理器及其体系结构的应用、设计、改进知识和FPGA重构思维、Altium Designer电路原理图及PCB绘制软件的使用,在本课程的教学授课过程中需要贯穿系统设计方法和设计思想。实践实验则以上机实验为主,进行规定实验内容的验证、观察和简单电路的原理设计。电子系统课程所存在的问题主要在教学方法和人才培养方面。
1.教学方法问题
在几年的教学过程中,笔者通过思考和分析课程教学中的问题以及学生的反馈意见,总结了以下几点问题:
(1)基础知识不牢。教师在课堂授课、实践过程中不能很好地将各门课程综合应用,各门课程间缺乏沟通,学生无法将所学知识串连起来,进行综合应用。
(2)教学内容有所欠缺。学生对处理器知识的理解和实际软件编程思维不够深刻,习惯于有实验手册指导条件下的惯性实验模式,一旦教师让他们进行开放性实验来完成设计时,就无法形成系统性思维,各自为战,团队意识不强。
(3)考核方法陈旧。课程的考核方式主要采用大众式的“本门课程成绩=平时成绩+期末考试成绩”的计算方式,学生疲于应付考试,应试态度明显,不去思考本门课程所学内容与先修课程和本学期其他课程的关联,只去死记硬背些条条框框,对于思考题和实际现象无法进行有效分析,形成了固化思维。
2.人才培养问题
除此之外,电子专业在人才培养方面也存在一些问题,主要体现在学生学习主动性以及创新活动的参与度上:
(1)2013年前,电子专业在全国大学生电子设计大赛、辽宁省机器人设计大赛、飞思卡尔杯智能汽车大赛(现更名为“恩智浦”杯智能汽车大赛)、大学生创新创业训练计划等体现和锻炼综合素质的活动中的参与度非常低,仅有3人次参与,这些都侧面反映出学生对所学习的C语言程序设计、模拟电子、数字电子、单片机原理、EDA与VHDL语言等课程的综合应用能力较差,学习和参与的主动性和积极性不高,综合设计能力不强。
(2)根据对学生就业数据的统计调查发现,学生在毕业后两年内从事与本专业相关的研发、技术设计、理论研究工作的人数不到业人数的20%,其他学生多选择改行。在校学生对本专业的认可度也普遍偏低,选择考研的学生中有90%选择了外校。
三、课程改进的方法
为使学生能够更好地掌握现代电子系统设计课程内容,并真正提高系统设计思维和教学效果,我系针对上面出现的问题进行思考,对所发现的问题进行教学环节的切实改进。
1.加强实践训练和实际电路设计
实际的动手训练和电路设计,需要具体分析常用电路原理和具体电路常见故障问题,并加强对学生实际设备操作和实用能力的培养。采用理论教学和实践教学结合的项目驱动方式,由教师结合实际工作经验和教学需要,对学生下发开发板、相关元器件,改变传统仅使用多媒体课件观看图片和以教师理论说教方式完成对电子系统各组成元器件的认知,以硬件电路的设计与开发实践项目为引导,使学生全程接触实际电路和处理器,以实际项目为驱动进行电子系统设计流程、方法、步骤的掌握和训练。教师将STC单片机公司和德州仪器公司赠送的开发板下发给学生,学生2~3人一组进行实际项目的开发和学习,由浅入深,从STC89C52、MSP430单片机开始,逐步接触ARM处理器,完成电路系统的设计与开发,为后续FPGA处理器设计打下良好的应用思维基础。
2.以科技学术活动为激励
学校以全国大学生电子设计大赛、辽宁省机器人设计大赛、飞思卡尔杯智能汽车大赛(现更名为“恩智浦”杯智能汽车大赛)、大学生创新创业训练计划等科技学术活动为激励,通过相关大赛培养学生的应用能力,激发他们的学习积极性和自主性。通过这几年的积极引导,笔者发现,学生在以上竞赛和活动的参与率上得到了明显提升,共获得全国大学生电子设计大赛省级竞赛一等奖、二等奖各2项,参与3人次;获批大学生创新创业计划国家级立项2项,省级立项3项,参与14人次;获智能汽车大赛赛区一等奖1项,二等奖2项,参与2人次;获辽宁省机器人设计大赛二等奖1项,三等奖1项,参与12人次;参与校级及其他各类科技学术活动50余人次。这些大赛不但提高了学生的专业综合素质,还提高了学生的总结能力、文档设计能力、电路设计和软件编程能力。
3.教学团队形式优化学生学习内容
本专业教师联合为同一教学团队,在提高教学质量和学生动手能力的目标下,尽量为学生设计一个统一的综合性题目,增强学生的能力,同时,使各门课程的知识点相辅相成、互相印证,使学生更容易将所学知识进行综合和理解。
4.考核办法改进
考核办法从六个方面考核综合训练完成的成绩,即报告、设计能力、动手实践能力、功能完成情况、课堂研讨回答所提出问题的程度以及综合训练过程中的工作态度等。其中,报告占14%、设计和实践能力占10%、功能完成情况占8%、训练设计掌握程度占6%、课堂研讨回答出的问题占7%、综合训练过程中的工作态度(考勤)占5%。在期末考试的试题中,要增加创见性题目。同时,教师可以鼓励学生发表学术论文,以学术论文替代期末考试。
增加小组设计和小组讨论环节,教师团队设定十组中等难度的综合应用设计题目,将学生按2~3人一组进行实践项目分组,完成设计白皮书(包括系统需求描述、功能概述、拟采取的解决方法),完成系统电路设计,绘制电路图、PCB文件,完成硬件焊接、软件编程并进行答辩。组员各负其责,完成各自项目中的任务,教师和学生一起进行实际项目的需求分析、设计步骤安排、实验验证等环节。这样,可以使学生在学习之余提高团队合作能力和综合运用知识的能力。经实际操作此过程,学生反应强烈,讨论和学习动力增加,分组实践情况如图所示。
分组实践现场
四、结束语
本文在现代电子系统设计课程教学和本专业教学的基础上,对本课程的教、学、练等三个方面进行设计和改进,发挥和突出本专业应用特色,并且从几年来的实践效果看,新的改进方法增强了学生学习的主动性和教学过程中的灵活性,提高了学生综合能力素质和成果比例。
参考文献:
模拟电子技术是电子信息类各专业必修的专业基础课,具有很强的理论性和实践性[1].课程涉及半导体基础、放大器、反馈、信号的产生及处理等多方面内容,要求学生有较扎实的电路分析基础和物理基础.作为专业基础课,开课时间一般是在大二上学期,此时学生对专业尚迷茫,加之课程的强理论和工程实践性,使课程教学推进困难.因此,在创新应用型人才培养的模式下,如何调动学生积极性,转听讲为互动交流;如何直观地传授模电课程,为学生今后的专业发展打下基础等,一直是教师探讨的问题.本文针对课程教学存在的问题,从专业相关活动的举办到应用在课堂上进行教学改革,旨在提高学生的自主学习性.
1教学现状分析
在实际教学中,学生反映模拟电子技术学习普遍存在几个问题:(1)学生对电子类从业应具备的技能比较迷茫,不清楚模拟电子技术与后续相关课程的联系;(2)课程理论性强,学生学习时相对被动,以听为主,无法与教师讨论,枯燥乏味时直接放弃;(3)由于电路基础和物理基础相对薄弱,所以学习半导体基础如二极管、三极管时,过半学生对非线性器件的特性不能理解,造成后续章节如二极管的稳压原理、三极管的放大原理等学习效果不佳,以致于进入恶性循环.究其原因:(1)学生对专业的从业方向不了解,不能把握应用的学习目的;(2)模拟电子技术课程较难,理论推导多,大部分教材较为深入;(3)模拟电路涉及到了非线性器件的应用,要在掌握器件特性的基础上学习电路,对学生来说确实较难.为了让学生对课程产生兴趣,把握学习课程的目的,发挥主观能动性[2],扭转“我听老师讲”为“我跟老师切磋”的互动交流模式.一方面,学生得以学以致用,另一方面,督促教师改变“依书教书”的习惯,提高自己的专业水平.如此循环,形成良好的学风和教风,提高课程的整体教学水平.因此,对模拟电子技术课程教学进行了改革探索.
2教学改革思路
在分析模拟电子技术教学现状的基础上,提出发挥学生的主观能动性,改变“你教我学”的局面,结合专业培养计划和课程体系,鼓励学生多参加活动,包括:(1)开展“精英讲坛”,邀请企业界精英人士分享创新创业或者职业发展历程,为学生带来从业方向的指导,系统把握专业学习的目标;(2)与企业联合形成实践基地,组织学生到企业短期学习,认识专业的分工合作、部门设置和岗位职能等,系统上认知就业所需的职业技能;(3)组建校园小家电义务维修队,将所学知识与日常结合,学习系统的模块布局,认识二极管、三极管及放大器等的应用,切身感受电路就在生活中;(4)发挥学院科技协会的带头作用,定时举办科技节,宣传参加竞赛的重要性,并定期举办焊接、院级电子设计/挑战杯等赛事,组建种子队,备战全国电子设计大赛.提出一条以应用为基本出发点,以科技竞赛、实践项目为引导,实现教学互动的良好局面的教改思路.
2.1应用是基本出发点
电子技术应用在海陆空无孔不入,小到生活中可见的手机家电,大到航天船舶,更深入的是物联网智能时代[3].作为电子信息类的学生,不仅是既有领域的继承者,更是未来领域的开拓者.模拟电子技术课程的学习,就是使学生获取入门钥匙.模拟电子技术课程内容给出的是基本单元电路的原理和参数处理过程,缺乏系统的功能应用[4-5].学以用为先,结合多年的工程经验,以直流电源系统[6]为例(见图1),系统地给学生展示电子技术的应用.该系统用来产生1.2~5V的直流电压源,输出电流为1A.系统涵盖了模拟电子技术的大部分内容,包括差分放大电路(EA)、低通滤波(typII)、比较器(PWM)和互补输出级(MP&MN)等.在讲述相应的课程内容时,结合模块电路在系统中的功能进行讲解,并结合EDA工具[7](如Multisim等),仿真给出模块的输入输出波形,使得模块功能可观可测.讲述差分放大时,让学生设计差分电路(见图2a),涉及到了器件的对称性和电流源的设计;当讲述集成运放时,以低通滤波器(见图2b)和比较器(见图2c)为例,让学生明白集成运放线性和非线性应用的区别;当讲述功放时,引入互补输出级(见图2d),让学生明白功放管的工作原理、极限参数的依据,顺带地复习了大功率管的相关参数及器件选择;当讲述反馈时,以系统的电源稳定输出调节,让学生直观地明白反馈的自我调节原理;从整个系统的实现,学生可以了解到直流电源的产生和输送原理.因此,从应用的角度,全局把握系统功能,分化模块作用,直观上明白所学基本单元的用处.
2.2科技竞赛、实践项目是引导
目前,各大高校都在探索如何实现创新创业应用型人才的培养[8-10].从完善模拟电子技术“理论课——实验课——实训课”的课程设置到开放创新创业实验室,让感兴趣、想做事的学生能切实地将想法实现;从举办焊接大赛、院级电子设计大赛到组织学生参加省级或全国电子设计大赛,让学生在有限的时间里完成项目制作,真切体会所学得以所用的成就感;和企业联合建立实践基地,为学生提供假期、毕业实习机会,从实战项目中得到能力的提升,如器件识别、器件使用、测试方法和设计过程等,学会做事的基本流程,从项目管理上学会把握进度,责任落实到人.以2016年校电子设计大赛的赛题“简易信号发生器的设计”为例,来说明学生如何在赛事引导下实现专业知识的应用.题目的要求是产生一个频率、幅度可调的信号发生器,包括三角波、方波和正弦波.从开题到作品上交,为期3天,成果需包括实物和论文以及现场答辩,学生以3人一组,分工合作.题不难,但是时间短,需要学生平时对专业知识的把握以及如何应用有个较清晰的思路.结合专业知识以及平常所教,学生需对题目进行仔细分析之后,通过文献查阅,方案比较,然后选购器材、焊板调试,并根据结果做出论文以及答辩PPT.其中获奖学生的信号发生器方案见图3.该方案涉及到了集成运放的应用及反馈原理,包括积分电路(方波到三角波的变换)、正反馈振荡(方波的产生)以及带通滤波(方波到正弦波的变换),融合了模电的基本知识.通过该方案的仿真和调试,以及论文和答辩的理论阐述,相信学生对模拟电子技术的相关应用可以更直观、更身有体会.学生疲于学习,很多时候源于没有成就感.从应用出发,加之科技竞赛、实践项目的引导,学生能够获得阶段性的成就感,树立专业学习的信心,从而有了和教师讨论和沟通的驱动力.学生向教师求知,而非教师在灌输,这样的良好互动局面,是学生热情学习的环境.
3结语
结合多年的工程经验,将应用带入教学中,同时将从业方向信息与学生分享,并鼓励学生在课程设计时,不用局限于题目,只要有新想法,都可以拿来实现.每次的实现都是一次锻炼的机会,厚积薄发,就可以在以后的竞赛中更有实现作品的能力.该教学方法在学生的反应中收效很好,真切体现出学生是为了探索和解惑而学习,而非为了应付学分,充分发挥了学生的主观能动性,提高了学生学习的自主性.
参考文献:
[1]华成英.模拟电子技术基本教程[M].北京:清华大学出版社,2006
[2]赵益波,孙心宇,张秀再,等.模拟电子线路平台课程中创新教学改革[J].高师理科学刊,2017,37(1):92-94
[3]刘爱,汪瑞雪.模拟电子技术教学改革探讨[J].武汉大学学报:理学版,2012(2):177-180
[4]卢翠珍,陆冬妹.模拟电子技术课程教学改革研究与实践[J].科教文汇旬刊,2016(7):64-65
[5]张增林.探究《模拟电子技术》课程教学改革[J].科技创新导报,2014(31):162-162
[6]邵宇锋.同步降压型DC-DC变换器设计与研究[D].南京:东南大学,2014
[7]曳永芳,杜启高,景彦君,等.EDA技术在电子信息工程专业教学中的应用研究[J].中国现代教育装备,2014(5):12-14
[8]王琨,刘大茂.应用型人才培养模式下模拟电子电路教改初探[J].实验科学与技术,2016,14(3):135-137
面对新形势下高等教育面临的挑战,地方高校本科生毕业设计(论文)工作也遇到了新问题,出现了新情况。
1.学生方面存在的问题
(1)学生规模增加过快。近年来,地方高校扩招严重,学生人数增加较快,整体素质参差不齐。虽然目前各高校对本科教学投入增加较大,办学条件有了不同程度的改善,但与现代教育发展要求之间还存在一定距离。学生人数的大幅增加与教师人数、实验室资源等增加还不成比例。
(2)就业压力、考研和公务员热影响大。我国毕业分配制度已从包分配转变为面向市场的自主择业,随着招生人数的增加,加上世界性的金融危机的影响,就业难度也越来越大,尤其是一些基础学科,与企业需求间有一定差距,学生就业压力一般比较大。绝大多数高校都将毕业设计(论文)工作安排在本科教学计划的第八学期,而此时正是学生忙于参加各种招聘会的应聘、面试、笔试上。招聘会越来越多,学生的期望值越来越高,而现在的就业形势越来越严峻,学校又有就业率指标要求,所以毕业设计的客观环境也变得越来越不理想。另外,现在许多学生忙于考研及复试、调剂、司法考试、公务员考试等,这些都会导致毕业设计(论文)时间投入不足,准备不充分,草草收场,质量不高。
2.指导教师方面的问题
(1)师资力量匮乏,教师精力不够。教师资源紧缺是影响毕业设计(论文)水平提高的另一个主要因素。对地方高校各专业进行调查,发现由于扩招大部分专业教师与毕业生的师生比例都在1:15以上。高级职称老师指导毕业生人数基本都有十几人甚至更多,造成毕业设计(论文)工作负担过重,很难对每个学生进行充分的指导。
(2)一些指导教师水平不高,责任心不强。在毕业设计(论文)指导上,由于责任心不强等主观因素和科研任务较重及指导学生数较多等客观因素的影响,指导教师很少与学生见面,缺乏指导,学生遇到问题得不到及时解决,没有阶段性的检查验收和改进要求,使做设计(论文)过程出现无谓的偏差而后再修正。个别教师责任心不强,对学生的进展不闻不问。对论文写作没有认真指导,初稿上交后,教师没有真正花点时间认真审阅论文的结构、规范性等,甚至有的根本不看,导致草草装订。
3.管理方面存在问题
尽管一般学校都有针对本科毕业设计(论文)制定的规章制度条例,但许多院校在执行中不够严格、不规范,缺乏可操作性,对该工作疏于检查、监督,实施不力。缺乏对毕业设计(论文)全过程的有效监控,指导工作缺乏有效的绩效考核,缺乏质量评价体系,缺乏对指导教师真正有效的监督机制和奖惩措施。
二、完善本科毕业设计(论文)管理体系,开展多元化模式改革与实践
1.学生层面的改革与实践
(1)提高思想认识,端正学习态度。加强对学生的思想教育,帮助学生树立正确的学习态度,提升学生对于毕业设计(论文)重要性的认识,培养学生良好的学习习惯,提高学生的诚信度。在毕业设计(论文)工作开始时,要求各学院召开毕业设计(论文)动员与宣传会,向学生讲解做好毕业设计(论文)工作是就业和考研的前提,如果没有做好毕业设计(论文)将会导致不能按时毕业,则就业和考研只能是空中楼阁和水中明月。
(2)鼓励学生积极参加各种科研活动和科技竞赛。鼓励学生自己开展科技研究,组织学生参与教师从事的课题研究,尽早参与到科学研究的过程中来。在学校层面上组织和鼓励学生积极参加国家、省、市和大学主办的各类科技文化竞赛活动,如挑战杯、数学建模、电子设计大赛、结构设计大赛、机械创新设计大赛、创业设计大赛、化工设计大赛、文科类征文比赛、外语类短剧大赛、艺术类汇演和创作竞赛等。通过这些活动可以锻炼学生实践动手能力,将所学基本知识、基本技能进行综合应用和消化吸收,提高学生毕业设计(论文)能力和质量。
2.指导教师层面改革与实践
(1)建立完善的导师负责制。毕业设计(论文)教学实行导师负责制,指导教师应对整个毕业设计(论文)阶段的教学活动全面负责。指导教师负责培养学生独立分析问题、解决问题能力和创新精神,注重启发、调动和发挥学生的主动性和积极性。指导教师要重视对学生进行思想政治教育,注重教书育人,以严谨的治学态度与高尚的职业道德影响学生。指导教师应组织学生认真学习毕业设计(论文)工作手册、大纲及指导书,认真指导学生制定出详细的工作进程计划。
(2)加强资格审查,严格限制指导学生数,灵活选聘导师。规定毕业设计(论文)指导教师必须由中级以上职称的教师担任。提倡校内外指导教师相结合,可以根据需要选聘校外企事业单位符合条件的专业人员做指导教师,特别是当学生在校外进行毕业设计(论文)工作时,尤为必要,同时,有效地解决了由于扩招学生人数多,指导教师数量不足的问题。同时,严格限制每名教师指导学生人数。
2实践教学改革
2.1建立并完善科学的实践教学体系[2]
建立科学合理的实践教学体系,能充分利用实践教学资源,培养学生的动手能力、独立分析问题和解决问题的能力、创新能力,进一步提高实践教学质量.实践教学包括实验教学、课程设计、实习实训、工程实践、毕业设计(论文)等环节.
2.1.1在实验教学中,将实验课程进行单独设课,独立考核,并将实验课程划分为基础性实验、综合性性实验、提高设计性实验、应用开发性实验、创新性实验五个模块.不同模块在教学内容、方法等方面进行区别,保证实验教学的课时,提高学生实验学习的积极性和主动性,提高实验教学质量.
2.1.2将课程设计从实验教学中分离出来.课程设计是在实验教学的基础上进行的,但又不同于实验教学,学生要经过查阅资料、设计并论证方案、制作作品等过程,许多任务都是在课外完成的.课程设计从实验教学分离,单独教学,有利于灵活安排实验时间和实验场地,充分利用实验室资源,提高设备利用率.
2.1.3将实习实训、工程实践、毕业设计(论文)等环节与实验教学要区分开来,单独组织教学.我院地处祖国西部边陲,实习基地建设相对滞后,必须加大校内外实习基地建设力度,并将校内外实习基地充分结合起来.学生可以先在校内电子设计实验室和电子制作实验室进行初步实训,然后在到校外实习基地进一步实习实训、工程实践.校外实习不能流于形式,要让学生深入公司、工厂的研发及生产一线,了解电子产品的研发和生产工艺流程,锻炼学生的研发和生产操作能力.将毕业设计和实习实训、工程实践结合起来,使学生所学理论和实际结合起来,避免学生重理论轻实践、纸上谈兵,培养学生的科学研究能力和综合开发能力.
2.2优化实验教学内容,改革实验教学方法和手段
实验教学内容的改革,是实践教学改革的关键所在.实验教学内容的优化,必须与专业教学体系、实践教学体系相适应,按培养学生的实践能力、创新能力的要求进行.
2.2.1改革传统实验教学模式
实验教学是实践教学的基础,实验教学改革按照“厚基础、宽口径、重能力、重创新”的原则进行.传统实验教学主要存在实验教学内容陈旧、实验课程缺乏整体性和层次性、实验教学模式单一、实验项目和过程模块化等弊端[3].针对传统实验教学的弊端,我们从以下几个方面进行改革.
2.2.1.1修改实验教学大纲,自编实验教材
电子信息类专业发展速度快,知识更新周期短,因此为适应社会对人才的实践能力和创新能力要求,要不断修订人才培养方案和实验教学大纲.电子信息类专业实验统编教材较少,就现有的统编实验教材来看,其内容往往滞后于新知识和新技术的应用.各学校使用的仪器设备生产厂家不一样,也难于使用统编实验教材.虽然仪器设备生产厂家配套了实验指导书,但与实验教材的要求相比,差距很大,不能直接当教材使用.因此,应该结合我们自己的实验仪器设备和厂家配套的实验指导书,编写好与自己学生实际情况相符合的实验教材,这是培养学生实践能力的重要内容.
2.2.1.2改革实验教学内容
目前,我们所开设实验基本是验证性实验.虽然在每门专业课中都开设了一个综合性(设计性)实验,但基本是验证性实验的改版,并非是真正的综合性(设计性)实验.因此必须重新修改实验内容,真正增加综合性实验、提高设计性实验、应用开发性实验、创新性实验,重新划分它们的比例.突出综合性实验、提高设计性实验、应用开发性实验、创新性实验的位置,增加工艺操作性实践,培养学生的综合设计能力、工程实践能力和创新能力.针对验证性实验过程过于模块化的缺点,适当增加分立元件实验,培养学生的焊接能力和动手能力.我们验证性实验内容有些呆板,应该修改部分实验内容,增加培养学生独立思考、分析问题、解决问题能力方面的内容.
2.2.1.3改革实验教学方法和手段
现有的电子信息类专业实验教学,基本上是填鸭式的教学方式,是理论教学的补充,只适用于验证性实验.上实验课之前,学生按照实验讲义进行预习.上实验课时,为了完成教学任务,教师按实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容以及实验步骤、数据处理等进行讲解,只要求学生按部就班地操作即可[4].最后,学生按照老师讲的去操作并记录数据,教师进行辅导,课后学生照抄实验讲义,完成实验报告.这种传统实验教学模式,培养了学生的动手操作能力,但没有考虑学生的个性差异,不能调动学生的积极性、主动性、创造性,显然与培养高素质应用型人才和创新型人才的战略目标不相适应.在实验教学中,我们引入EDA技术.EDA技术在实验教学中,特别是在综合电子设计实验教学中越来越发挥着重要作用[5].在上实验课前,可以让学生用EDA软件先做仿真实验.学生根据自己具体情况,可以反复进行多次仿真实验.仿真验证后,再让学生到实验室做实验.这样,学生做实验的时候会更有针对性,更容易发现问题和解决问题,实验更容易进行,从而大大提高了实验教学的效率.另外,利用EDA软件及开发平台,可以让学生做自选型实验和创新型实验,有利于培养学生的实践能力和创新能力.对于综合性实验项目,我们要求学生自己制订实验方案并选择仪器设备,独立进行实验并完成实验报告;对于设计性实验项目,我们要求学生自己进行需求分析和项目设计,自己进行仿真和实做实验,独立进行调试并完成实验报告.
通过开放实验室,充分利用课外时间,将仿真实验和实做实验相结合,有效地促进学生的自主学习和主动实践.例如在电数字电路实验教学中,学生按教师要求自主选择实验项目,在课外进行设计,在电子仿真实验室进行仿真,在课外制作作品,在课内调试并由实验教师验收,课外完成实验报告.通过这样的实验过程,学生实验的主动性、工程实践能力、专业综合素质提高了.大多学生反映实验难度大,但收获大,实验兴趣也得到相应提高[6].这种实验比验证性实验要花费更多的时间,根据我院学生实际情况,每门实验课程只安排1-2个此类实验,学生就会获益很多.在教学手段上,积极采用现代化教学手段,开展CAI软件多媒体教学、仿真实验教学,建立虚拟实验室进行虚拟实验,充分发挥校园网优势,开辟网络实验教学平台.
2.2.2加大实验室开放力度
开放实验室,是保证学生自主实验的重要措施.它使学生在把握整体实验时间的前提下,可以有充分的自由支配自己的实验进程.目前,虽然我们开放了实验室,但开放时间、开放范围很有限.今后应该在实验内容、实验时间等方面全方位开放实验室,实行开放式教学,打破时间、空间的限制.我院是民汉合校,民族学生多,他们相对专业基础较弱.大力开放实验室,可以使民族学生充分利用课余时间进一步提高实验能力,弥补课内学习的不足.实施实验室开放教学,允许学生根据自己的实际情况,在规定的实验时间内弹性地选择不同的实验内容.实验室开放后,可以给学生提供进行创新实验的环境,可以使学生真正成为学习的主体,身临其境,感受实验的乐趣.
2.2.3加强实验教师队伍建设
实验教学需要有一支业务能力过硬、结构合理的专职实验教师和实验技术人员.由于实验教学的从属地位,实验技术人员一直被看为教学辅助人员,这在一定程度上影响了实验技术人员的工作积极性,导致实验人员梯队不合理,队伍不稳定,直接影响了实验教学的质量.要提高实验教学质量,应该重视实验教师队伍建设,对实验指导教师提出更高的要求,他们要有很强的责任心和事业心,要不断学习提高业务能力和科研能力.实验指导教师除给学生授业与解惑上,更重要的是要培养学生分析问题与解决问题的能力,培养学生的创新思维能力.目前,我院实验课基本由理论课教师兼任,需要引进学历高且实验技术过硬的人员,形成一支结构合理、实验技术高的实验教学梯队,培养和稳定实验教学师资队伍.
2.3加强工程实践,提高学生综合素质
电子信息学科发展迅速,实践性很强,因此必须加强工程实践,培养学生工程意识和创新精神,提高学生综合素质.工程实践由课程设计、实习实训、毕业设计(论文)组成.电子信息科学与技术专业升为本科后,我们成立了电子设计实验室和电子制作实验室,开设了课程设计.但给学生的课程设计任务缺乏灵活性、综合性.针对专业特点,课程设计任务要增加灵活性,指导教师不再编制统一题目,只提出课程设计总体要求和预期效果,让学生结合自己的兴趣自拟题目,教师进行审核和指导,提倡设计方案的多样性,这样可以充分调动学生的积极性,使学生有较大的创造空间.对于实训,我们以电子设计实验室和电子制作实验室为工程训练基地,让学生进行两周左右的工程训练,让学生练习焊接、电路版的设计与制作等电子产品制作工艺.通过收音机、报警器等电子产品的组装和调试,对学生进行必要的职业技能培训.毕业实习(生产实习)是工程实践的重要环节.由于我院地处祖国西部边陲,校外实习基地建设相对滞后.目前,我们虽然建立了8个校外实习基地,但大部分是应用型实习单位,研发型、生产型单位很少.我们应该加强与内地的联系,争取在研发型、生产型单位多建立实习基地.我们制定了较为完善的实习制度,采用集中实习和分散实习相结合的方式,鼓励学生到研发型、生产型单位实习,取得了较好的实习效果.毕业设计(论文)是常重要的实践教学环节,它检验学生对专业理论和专业技能的掌握情况,培养学生的综合开发能力、科学研究能力和创新能力.以前,我们的毕业设计题目基本是教师出题,学生选题,理论性题目多,实际制作性题目少,造成学生纸上谈兵多,实际设计制作少,工程实践能力得不到进一步提高.为此,我们对毕业设计(论文)进行了积极的探索(.1)学生从实习单位或即将分配去的工作单位选题,选题要结合专业和单位实际需要,体现理论与实践的结合.学生到单位完成毕业设计(论文),参加实际项目研究与开发,单位工程师与学校教师共同指导,回校进行设计(论文)答辩(.2)教师从自己的科研课题或技术开发中选出题目,指导学生独立完成.有利于激励学生的独创精神,培养学生的创新能力.(3)结合实习实训内容,学生自主设计题目,教师修改审定,指导学生独立完成毕业设计(论文).这样调动了学生学习的积极性和创造性,使学生的知识和能力得到升华,创新能力得到提高,毕业论文设计(论文)质量逐步提高.
2.4以电子大赛为契机,培养学生的创新能力
全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革[7].竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作.为了提高实践教学质量,培养学生的工程实践能力、创新能力,我们积极组织学生参加全国大学生电子设计竞赛,狠抓电子竞赛,促进教学改革,尤其是实践教学改革.对于参加全国大学生电子设计竞赛,在电子信息专业为专科时,我们就做了积极准备.一方面,建立了电子信息科学与技术专业各教学环节的质量标准,并严格执行.另一方面,本着“厚基础、强能力、高素质”的原则,制定了不间断的《电子信息科学与技术专业学生实践技能训练方案》,从大一开始,逐项培养学生电子信息科学与技术专业的基本技能,确保了人才培养的质量.同时,第二课堂科技创新实践活动成效显著.一是成立了电子设计创新协会,在教师的指导下,定期开展活动;二是成立了家电维修兴趣小组,举办“电子协会志愿者学雷锋,家电义务维修”活动,利用节假日走入社会,为喀什群众维修电器,为喀什的企事业单位、公司维修仪器设备,既锻炼了学生的专业实践能力,也受到了喀什各族群众和有关单位的一致好评.
关键词:
电子大赛;理论培养;焊接工艺
一、导论
全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是主要面向全国电子类学科大学生赛事,目的在于推动教学改革、培养实用型人才,同时也有助于培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作、提高学生电子设计制作的能力,为选拔人才也创造了条件。比赛自从开办以来,一直备受全国高等院校和学生的重视,被认为国内“含金量”最高的比赛之一,比赛成绩在某种程度上已经成为标志着学校教学水平的高低。而参加比赛获奖的学生在求职过程中,也经常受到用人单位的青睐。全国大学生电子大赛是一种半开放的比赛,比赛时间为4天3夜。比赛期间[1],同一个队伍的队员之间可以商讨设计思想,确定设计方案,进行分工协作,以队为基本单位独立完成比赛任务。指导教师不允许对参赛学生进行指导,参赛队员也不可以与其他人员探讨任何问题,队员可以查询相关资料设计电路并完成作品。比赛内容涉及范围比较广,包含高频、低频电子线路设计、单片机等控制电路,几乎包含了电子类专业所有的专业课程,没有深厚的理论基础和对电子元器件扎实的认识,很难在短短的4天中完成比赛,赛前培训则成为完成比赛内容提高比赛成绩的关键。如何进行赛前培训、提高比赛成绩,已经成为指导教师及参赛学生讨论的重点问题。本文根据电子大赛和教学内容,对学生的培训可以从几个方面进行考虑,主要包括是理论培养、电路设计训练、电子元器件认识、焊接工艺练习等。
二、理论培养
良好的比赛成绩与对电路理论知识的掌握情况是分不开[2,3]。首先需要熟练掌握基础知识。电子设计大赛的电路设计与参加考试不同,对知识的认知不能停留在仅仅会做习题的层面上,需要深刻理解教材中每一个电路设计的原理,如三极管、电阻、电容、电感等元器件在电路中发挥的作用,其数值变化对电路的影响等。例如,三极管的三个工作状态饱和、截止、放大,如何设计参数,使其工作在不同的工作状态,实现所需要的功能,这些都需要学生对电路知识有深刻的认识才能够设计出相关的电路。然而,电子大赛比赛时间一般为9月初,大四的学生已经学习了电路与电工基础、模拟电子线路、单片机、高频电子线路等课程等相关的电子技术专业课,从所学习的课程上可以看出,完全具有独立完成电子大赛题目的电路设计的能力。但是由于时间的关系,大四的学生对以前所掌握的部分知识存在遗忘的现象,这些都需要学生利用业余或者假期时间重新复习以前学习过的相关知识,以便在比赛的时候能灵活运用理论去设计电路。由于电子大赛与电子线路等课程相关的内容比较多,单靠学生自己很难在业余时间复习学会相关的知识,并且,学生习惯于考试的方法学习,对于电路的设计,几乎没有任何经验,很难把握住理论学习的重点。为了提高学生的理论水平,学校应该组织在电路设计上有经验的教师,对参赛学生进行辅导,以加深对理论知识的认识与理解。
三、电路设计训练
普通高等学校课程体系建设上[4],受到高等学校师资、投入等各方面的影响,电子类的教学还是以理论授课为主,同时开放对应的实验、课程设计等实践教学环节,学生对电路的认识还停留在实验上,很少能够形成电路设计的概念。面对一个电路设计,不知道如何从何处入,这就需要从简单的电路设计入手,培养学生设计电路的能力。如何贯穿所学电路知识设计电路,是参赛的关键。电子大赛的电路设计是绝对不是靠一门课程可以设计出理想的电路完成比赛任务的,它是需要依靠多门课程知识内容的集中体现。电子大赛的电路设计通常需要由多个小单元电路组成。如遇到显示温度、采集信号等内容则需要使用单片机等器件来实现、如果采集的信号幅度过小则需要对其进行放大达到下一级电路的输入要求。因此将电路知识融合贯穿起来才能完成整个电路的设计。总所周知,无论多么复杂的电路,都是由简单的单元电路组合起来,实现复杂的电路功能,因此,根据学生所掌握的本科知识,先给出若干单元电路题目进行设计,如加法器、振荡器、乘法器等电路设计,让学生自行设计。随着软件技术的发展,已经存在一些电路仿真软件,如EWB、Proteus等,学生可以依据这些软件将自己设计的电路进行仿真实现,验证自己的设想是否正确。采用这些软件实现电路仿真,不仅可以使学生的设计电路时候的一些想法得到实现,也可以降低成本,同时学生也可以很容易修改参数,观察每个单个电子元件在电路中发挥的作用,这在实物电路中是很难实现的。
四、电子元器件的认识与焊接工艺
电路设计采用仿真软件实现,可以对学生起到一个锻炼作用,但是这些仿真电路毕竟与实际电路的设计毕竟存在一定的距离,我们必须把仿真电路转换成实物电路,才能提高学生对真正电路的认识。对于很少接触实际应用的本科生来说,首先培养学生对电子元器件的认识,如电阻、电容、电感等型号、阻值、电容数值等的认识,如何分清三极管、二极管的管脚;认识常用的运放芯片,比如OP07等,对于比较不熟悉的芯片,学会如何查找芯片的参数,芯片输入的电压范围等,以便用于在设计电路的时候可以依据参数,选择性能比较合适的芯片用于电路中。其次,电路焊接问题一直是困扰学生电路成功参赛的主要原因,经过了2~3天的电路设计及仿真实现,学生基本上完成电路设计,在实现作品的时候,学生焊接完的电路板,经常会出现电路不能正常工作、或者输出信号与设计初衷不一样的情况,甚至无任何信号输出,电路的焊接往往是出现问题的主要原因,虚焊、焊点过大、电子元器件被烧坏等问题都严重影响电路正常工作,即使比赛结束前可以正常工作的电路,到了比赛现场测试的时候,也经常会出现电路无法正常工作,或者是电子元器件被烧的情况。当然电路无法正常工作的原因有很多,焊接技术不过关是常见的原因,由此,需要加强对学生平时对焊接工艺的训练,提高作品成功由于焊接问题导致的比赛失败。另外,熟练的掌握示波器、万用表、直流稳压电源、信号源等基本仪器也是需要对学生进行培训的重要环节。比赛赛场通常不是在本校进行,而常用的仪器种类有分为很多种,国内的仪器面板也几乎都是专业英文标识,在紧张的比赛环境中,顺利操作这些仪器仪表进行测量也不是很容易的事情,因此需要训练学生熟练掌握常用仪器的使用方法,掌握仪器面板每一个按钮的英文含义,熟练掌握仪器的操作和按钮含义以后,即使遇到不熟悉的仪器,也可以很快学会使用方法。
五、赛前模拟练习
实战模拟训练是赛前不可缺少的一个重要环节。由于电子大赛需要面向电子、通信、自动化等专业学生参赛,因此,每年电子大赛的题目大致包括几个方面:电源、放大器相关的内容、通信、控制等几个大方面的设计。指导教师可以依据自己所带学生的专业方向设计一些相关题目进行模拟训练。经过理论、电路设计等方面系统的培训,参赛学生已经基本掌握了电路设计的相关知识。在这种情况下,参赛学生也需要参与几次模拟训练以达到组员之间相互配合的目的。每组参赛队员为3人,比赛中也通常涉及基础电路设计、单片机设计、电路焊接、最后完成比赛报告。合理的分工合作能够数顺利完成电路设计,如果在比赛配合出现问题,则有可能导致在规定时间内无法完成比赛,指导教师可依据学生掌握知识的情况,对学生进行分工。如将基础知识掌握比较全面的学生作为组长,负责电路整体设计、单片机编程比较好学生的负责单片机控制、文笔比较好的同学负责论文报告的写作。这种赛前实战模拟训练还有一个重要的目的,学会排查问题电路。在电路的设计和焊接过程中,会出现各种问题,一般来说,即使是指导教师在短时间内发现问题也是很困难的事情,这些问题出现在赛场上,只能依靠学生自己解决问题,对于对电路的初学者来说,这种问题也是经常发生,焊接的电路也很难一次成功,学会排查电路故障时参赛学生必须掌握的基本内容。针对存在问题的电路,当某一部分电路出现问题的时候,首先需要要做的是需要是检查电路设计的是否正确,确信电路设计正确后,再依照电路图检查电路连线问题,如果都没有问题,则需要依照电路从前往后每一个焊点都需要采用万用表或者示波器测量电压或者波形。这也需要对电路的原理极为熟悉,清楚了解电路中每一处的电压的大小、每一处电压波形形状等相关参数,以判断电路出现的问题所在。
六、结论
本文仅仅是从以上几个方面来讨论如何在赛前对学生进行培训,以提高学生参加比赛的成绩。但是,毕竟比赛各种意外都会发生,在短时间内完成电路的设计、购买元器件、完成电路作品,即使参加培训的学生也会由于经验不足,参数设计等问题等会有很多意外发生,影响比赛成绩。加强平时对学生的训练、增加电路设计经验是靠平时一点一滴积累起来的,只有打下深厚扎实的基础,才能在比赛中取得良好的成绩。
参考文献:
[1]汤勇明,堵国樑,贺晋,等.大学生竞赛组织和创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报,2009,31(4):76-77.
[2]龚仁喜,孟小碧,秦钢年.创新型人才培养与实验教学改革的探索与实践[J].实验技术与管理,2006.
引言
全国大学生电子设计大赛是国家教育部国家教育部、信息产业部主办的,从1994年开始每两年举办一次,江西省大学生电子设计竞赛是省教育厅主办的大学生竞赛科目之一,每年五月份举办一次,目的在于推动高职院校电子类专业的教学改革,进而提高教学质量。
1.通过竞赛,不断提升“双师素质”和实训环境建设。
我院电子专业从2007年开始积极参加国家、省电子设计竞赛以来,获取国家一等奖1项,二等奖2项,省级奖项100余项。目前我院电子系共有13位电子专业老师,2位教授,1位高级工程师,4位副教授,5位讲师,形成一个结构合理、优秀的教学团队,“电子设计与制作”教学团队2010年评为江西省优秀教学团队,其中吴国辉老师获“江西省教学名师”称号。我系通过积极申报,获批2011年中央财政支持的电子实训基地建设项目,教学硬件设施已经有非常大的改善。
2.电子设计竞赛推动实践教学改革。
我系教师以赛促学,以赛促教,形成了一系列的围绕竞赛组织的学习活动,获得了一定的成绩。教师相继在省级刊物发表相关竞赛类论文20余篇,并获批省级精品课程4项,研发专利20余个。围绕竞赛对课程进行改革,对应用电子技术专业进行了针对性的课改,让“竞赛内容进课堂”,将相关的课程编写成教材,从趣味性,学生思考方面入手,在引导学生的兴趣的前提下,对学生的动手能力有了很大的提升。以学生能力发展为指标。以赛代考,通过学生参赛的选拔,对学生进行全面的考核!
3.以赛促学
竞赛为学生搭建了一个实践平台,由于现在上课的目标明确,学生的积极性提高了,每次课都能很好的完成一个小制作,并能很好的解答老师提出的引导性的扩展。我系积极开展第二课堂,如电子协会,电子免费维修点,并在老师的带领下向校外接受各种业务。学校也建立了相关的机制,每学期定期请名师及企业工程师对学生开展知识讲座,以拓展学生思路,获取更多的知识,同时参加过竞赛的毕业生均受到用人单位的青睐。
4.竞赛在学生中以点带面的积极作用
1 实践教学内容与体系
学院在教学活动和人才培养过程中重视加强学生实践能力的培养,为体现学院“特色办学”理念,大力推进教育教学改革,重点推进了人才培养方案的改革,实施“两个压缩、两个加强”,即压缩总教学学时量,压缩理论教学学时量;加强实践技能培养,加强适应社会能力培养,实现理论教学与实践教学本科6:4、专科5:5的教学学时量分配。落实到人才培养方案及培养过程之中,把实践教学放到更加突出的地位[1]。
实践教学主要由基础实践、专业技能实践、科技创新实践三层体系构成。实现了实践教学课内、课外,校内、校外的结合。具体见下图:
图1
1.1 基础实践
面向低年级本科生,以本学科应掌握的公共基础知识、基本原理的理解、验证和基本实验技能的训练为主要实验内容,旨在培养学生的科学思维和创新意识,使学生掌握实验操作的基本方法,提高学生的分析能力和通用技能。
学生要通过基础实验和实训项目的全面训练,巩固相应的理论知识,掌握实验实训的基础操作方法及技能,掌握正确的数据处理方法,正确地写出实验实训报告,培养学生严肃认真的态度和认识能力。
1.2 专业技能实践
专业技能实践面向高年级本科生,具有明显的专业方向特征,使学生受到专业理论相关的方法训练,为学习后续课程和更深入的知识打好理论、方法和技术的基础,掌握必要的专业知识与技能,形成职业竞争力。同时重点培养本学科高年级学生的综合运用相关知识和技术解决综合性实际问题的能力和研究能力。
要加强学生的动手能力和工程实践能力离不开设计性实验、综合性实验,因此,在培养方案中应突出设计性实验、综合性实验的开设。实验开始前,指导教师提前将实验要求公布,提供查找资料的途径和建议,并提供实验条件[2]。在指导教师的指导下,学生进行合作开发,采用以学生自主学习为主导的教学模式,即学生利用各种信息资源,自行查阅资料、实验操作、完成实验项目和总结实验报告等。培养学生的思维能力和动手能力,培养学生在实践过程中发现问题、分析问题及解决问题能力。
1.3 创新实践
创新实验完全实行开放式管理(实验项目开放、设备和环境开放,时间开放等),既可以有学生自发组队,自主完成,也可以为学生指定指导老师,由学生和老师共同拟定题目,学生独立完成。创新实验的质量可以通过鼓励学生参加各级各类比赛或者要求提交实验报告和实验成果两种形式得以保障。
学生在校期间,在责任教授指导下,结合国家自然科学基金,省部级、校级科研项目,采用以学生自主学习为主导的教学模式,根据不同类型的创新实验,专门成立大学生创新实验指导小组和大学生科技创新实验室,指导大学生的科技创新实验及参与各种科技大赛。有结合校级、省级、国家级自然基金等不同级别科研的创新性实验课题,为具备一定科研潜质的学生提供较高级别的创新平台,进行特色培养。对于获得学科竞赛奖励、发表学术论文或作品、获得科研成果或发明创造,经学院认可后可获得创新实践学分,计入学生总学分之中。
学院鼓励有条件的系部积极创建有特色的创新实验室,在经费上大力扶持,以培养学生的创新能力。现在,化工系、信息系等系部创建了创新实验室,实验效果较好。
化学创新实验室通过实验室开放平台的建立和学生兴趣课堂的开展,鼓励学生个性化发展,让学生利用课余时间到实验室进行课内不能完成的实验部分或自己感兴趣的创新小实验,这既充分利用了实验室的场地、仪器设备和师资等良好条件,也提供了学生课外进实验室的机会,有利于激发学生的探索精神、好奇心、科研兴趣和创新意识,使实验室成为培养学生必不可少的场所。自实验室建立以来,积极组织学生参加各类竞赛,都取得了非常好的成绩。
信息系创新活动室和智能终端实验室分别是创新性的开放实验室,注重培养学生的创新能力、协作精神和理论联系实际的作风;培养学生的工程项目实践素质,提高学生针对实际问题进行设计、协作的能力。创新活动室作为大学生参加各种比赛的训练场所,积极扶持学生从事电子科技活动,组织学生参加大学生电子设计竞赛、创新设计大赛,大学生Altera杯CPLD设计大赛、高校智能车竞技邀请赛事,自2009年以来,已连续四年承担电子设计竞赛培训任务,组织学生参加省级及以上比赛多次,获得省级多类奖项。
智能终端实验室每年可接纳120名左右的学生进行有关创新研究。每年还可以培养年青教师,提高年青教师的实际动手能力和创新能力。自实验室建成以来,学院和系部领导主持,各专业教师和部分学生共同参与研发了一些项目。大家齐心协力,迎难而上,设计并实现了网购机的硬件系统与软件系统。产品的各项指标均满足客户需求,完成了设计初衷,已初步投入商用。实验室指导教师带领学生参加了“第二届Google Android应用开发中国大学生挑战赛”,获得华中赛区三等奖;两次参加“博创杯全国大学生嵌入式设计大赛”,累计获得华中赛区一等奖2项,二等奖1项,三等奖1项,全国三等奖2项。
2 实践教学环节要求
长江大学工程技术学院根据经济社会发展和创新人才培养要求,不断完善本科专业人才培养计划,统筹规划实践性教学环节,确保了实践教学环节时间安排,保证了实践教学环节的顺利实施。
基础实践、专业技能实践和创新实践在教学中的体现和要求主要见表1。