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电子技术课程设计论文样例十一篇

时间:2023-03-20 16:26:22

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电子技术课程设计论文

篇1

二、基于专题作业和课程设计的实践性教学

在模电课程中,除了布置与理论教学同步的习题作业外,根据教学进度拟定若干专题作业和课程设计题目,专题作业和课程设计与理论教学同步,并注意这两方面在教学进度上的配合。本文以2013学年模电课程的实践教学环节设计为例,介绍该实践教学方法的基本内容和教学体会。

1.电路仿真专题作业模电课程的第一次课用1学时左右介绍电子电路仿真软件的使用。目前很多电路仿真软件提供了大量虚拟仪器,有一般实验室配备的电压表、电流表、万用表、双通道示波器、信号源等,此外还提供一些虚拟仪器,如波特仪等,学生在使用该软件的同时也对电子测量仪器有了全面的了解,扩展了知识面。教师可以现场演示,完成一个简单电路的原理图绘制、仿真和结果输出。模电课程有较多结论可由仿真实验验证,如放大电路静态工作点、输入电阻、输出电阻、电压增益等。在课程前期,讲解了二极管应用电路之后,布置一个电路仿真专题作业,将书内的内容用软件进行验证。要求学生上交电路原理图,以及电路仿真输出和结果分析。经过这个专题作业的训练,学生们基本掌握了仿真软件的使用,并可以用于之后的课程学习中。

2.单元电路分析与设计在期中阶段,学生已经掌握了多级放大电路、功率放大电路等理论知识,但书本知识限于篇幅,主要讲解直流分析、交流分析及各种参数,以分析为主,这时布置一个单元电路分析与设计的课程设计题目,如设计一个多级电压放大器,满足电压增益、输入阻抗、最大输出电压、截止频率等指标,要求学生提交设计报告。学生们先进行电脑仿真设计,然后在模电实验箱上搭建电路,确定无误后选择电子元器件和万用电路板,然后进行调试和修改,撰写设计报告。这个课程设计可由几名学生组成小组合作完成,在相互交流中得到知识理解和动手能力的提升。

3.功能电路设计及制作在模电课程的后半期,布置一个综合性的功能电路设计与制作题目,包含模电课程的重要知识点(放大器、滤波器、信号发生和处理电路、稳压电源),给出一些题目供学生选择,如变调门铃、直流稳压电源、函数发生器、数字万用电表、音乐彩灯“模拟电子技术”课程实践性教学改革探索控制器,要求学生组成项目团队,将该设计与制作作为一个项目进行。该项目完成后,安排时间让各位同学以小组为单位上台展示自己的设计和实物作品,总结在设计制作过程中遇到的问题以及解决办法,鼓励同学对演讲的同学进行提问,教师负责掌控课堂秩序和提出问题,把学生解决问题的思路和方法进行归纳总结,把叙述不充分的部分从理论的高度进行阐述完整。在这个课程设计中,学生完成了电路仿真设计、制作、撰写报告、答辩等一系列内容。

三、需要注意的问题

1.学时安排问题在总学时不变的情况下,增加实践性教学内容必然会占用理论教学学时,如果处理不好会顾此失彼。在理论教学中,应以理论够用为度。对于一门课程,总是可以分出主干部分和细枝末节部分。对主干部分应详细讲解,对枝节部分则引导学生自学,在实践中巩固理论,用理论指导实践,使学生掌握理论知识的同时,提高实践能力和创新能力。

2.传统教学手段与多媒体设备的合理运用对于理论难度大而需要详细讲解的部分,应采用传统的板书方式,教师和学生一起努力,完成数学公式的推导、难点的理解,使学生听后印象深刻,思维节奏也容易跟上老师的节奏;而对于难度较小的内容,可以充分利用多媒体课件讲授,使用课件可以使讲课内容形象生动,并且可以提高授课的效率。传统教学手段与多媒体课件各有所长,二者合理搭配可以解决教学信息量大、课时有限的矛盾,并可以收到良好的教学效果。

3.专题作业和课程设计的选题由于教学时间有限,在专题作业和课程设计的选题方面应紧贴理论教学内容,注意控制题目的难度。由于学生处于大二阶段,学生的专业知识较少,选题除了要紧密结合理论教学内容外,还要注意趣味性,难度以学生们适当扩展知识就可以实现为度。否则不仅难以调动学生的学习兴趣和积极性,反而会起到相反的作用。

篇2

【中图分类号】 G424 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2013)01(a)-0044-02

1 引言

模拟电子技术课程设计是电类专业的一门重要实践环节的必修课,其教学质量对学生专业素质的培养有着举足轻重的关系。双语教学是教育部2007年推出的高等教育改革的重要手段之一,我们已经在09电子信息工程专业开设了模拟电子技术理论课的双语教学,效果很好。而模拟电子技术课程设计是为能够应用所学理论知识和技能解决生产实际问题而设置的,因此学生必须经过实践教学环节的严格训练才有可能牢固掌握课程的基本内容。电子技术起源于西方,西方电子技术的发展要早于我国。为达到模拟电子技术课程设计的目的和要求,我们一直在探索一种更加适合自己特点并且又能够与国际接轨的教学方式,通过实践教学改革不断提高实践教学的质量。

2 对传统课程设计教学模式的反思

模拟电子技术课程设计是一门实践性很强的技术实践课程,该课程设计是针对《模拟电子技术》课程对学生能力培养的要求进行综合训练性质的课程,其目的是让学生通过有关课题的设计和线路搭试调试,进一步加深对所学基础知识的理解,培养和提高学生实践动手能力和分析解决实际问题的能力。在传统的课程设计教学工作中课程设计总是被看作理论教学的辅环节,例行的设计程序是学生根据教师已编好的课程设计指导书在面包板上搭试实验线路,机械地测试一些数据来验证所讲理论的正确性。在此过程中由于面包板被使用多次,难免有些插孔会变松,一旦导线去后会有接触不良的现象,以至会造成电路调试困难。对于许多异常现象绝大多数学生除了对预先设计好的电路反复检查实物电路有无错误外[1],就根本不知道问题出在哪儿了,即使有的学生很幸运的做出来了,也是知其然而不知其所以然。另外我们实践环节所用的很多芯片资料都是英文的,需要有一定的英文专业述语。因此我们教师的责任就是必须要在教学中不断地探索教学方法;要考虑如何发挥学生学习的主动性,培养学生独立思考、独立工作的能力;如何提高学生应用理论解决实际问题的能力和动手制作能力。

3 构建新的课程设计教学模式的指导思想及其探索

3.1 教学模式改革

为了改变传统实验教学模式所造成的被动局面,须建构一种既发挥教师的主导作用又能充分体现学生认知主体作用的新型教学模式[2]。适量的引入双语教学,对用到的专业述语用英文表达,并告诉学生上网查阅AD芯片、TI芯片、LM芯片和ST等芯片,让学生了解如何与国际接轨。我们必须要求课程设计的主体-学生明白课程设计是单独开设的一门课程,必须要上好。其次给学生提供三个以上的不同课题,课题的选择上既要结合学生目前学到的知识(因为他们才上了电路分析、模拟电子技术双语教学2门专业基础课),又要具有趣味性。让学生选择自己感兴趣的课题去做,其目的是让学生能够根据自己的兴趣自主学习,并同时要求学生仔细阅读课程设计的任务书和指导书,明确要做什么、需要用到哪些英文专业述语、如何去网上检索可能需要用到的相关芯片、将如何使用该芯片以及对芯片的器件的要求等等。再将电子工艺融进课程设计之中,即在课程设计中除了印制线路板不需要做(由于课时与硬件条件的原因,我选用了焊接板)外,要求学生了解设计中所用元器件及材料的类别、型号、规格、参数和符号;主要性能和一般的选用原则以及所用元器件的测量方法;熟悉电子装接工艺的基本知识和要求;掌握电子产品的手工焊接、装配、调试技术。提高了对常用仪器仪表及元器件的选用和使用能力,掌握了焊接的技能。在满足了电子工艺要求的同时还要求学生具有一定的艺术审美眼光,即出来的产品具有艺术欣赏性。

3.2 教学实施

我在带09电子信息工程专业学生模拟电子技术课程设计时已经尝试了上述的教学方法,结果另人满意。例如课程设计的其中一个课题要求学生设计一个简易的电子琴电路,能发出八个基本音阶。该课程设计要涉及到模拟电子技术理论中运算放大器的原理、振荡电路的原理,功放电路的原理。那么在其中学生需要掌握small-signal low-power amplifiers、distortion、driving low-impedance loads、……Wien-Bridge circuit、op-amp等重要的专业述语。使得学生很方便的阅读英文相关资料,同时又进一步加深了对于模拟电子技术双语理论课程概念的理解。

该课程设计另外一个关键知识点是如何选频,RC桥式振荡电路是由RC选频网络和同相比例运算电路组成,对不同频率的输入信号产生不同的响应[3]。通过对RC串并联选频网络的幅频及相频特性的分析找出选频点。起振时>1,=3时,振幅达到稳定且可以自动稳幅;按下不同琴键即改变RC值;八个基本音阶电路的构建基于此原理。在输出级功放选取时,学生又能够进一步加深对功放知识点的理解,学生经过查阅相关资料,选择了低频集成功率放大电路芯片及其所需的电路,设计出一个合理的综合电路图。在安装、调试、测试的过程中,遇到能否通过喇叭发出八个基本音阶问题。声音是否好听即悦耳;若发不出声音,需要找出问题所在,改进电路。这期间学生必须经过反复的独立思考、独立分析问题与解决问题的过程,同时还要有细心、耐心、恒心,从中培养了他们的动手能力与创新能力。在成功调试出电路后,有音乐细胞的学生还激动地当场弹奏了“欢乐颂”,班里其他的学生也都被这个曲子感染得欢呼了起来。虽然感到模拟电子技术这门课程非常抽象、难学;课程设计的过程也是艰苦的,但与有趣的作品结合起来,结果是另人欣慰的。

3.3 课程设计报告撰写

在课程设计教学改革中,对于课程设计报告撰写,我又提出了新的要求,即不能像写模拟电子技术实验报告那样写得简单化、模版化。而是要写成小论文的形式,不需要像写毕业设计论文那样多的字数,大约3000-4000字左右。我告诉学生论文正文应该围绕主题有其整篇论文的结构,即节、段的层次及其划分。正文应充分阐明对课题的观点、原理、方法及具体达到预期目标的整个过程。内容务求客观、科学、完备,要尽量让事实和数据说话。物理量和单位应采用法定计量单位等,完全属于科技论文的写作,虽然有一定的难度,但这样为他们今后毕业设计论文的写作起了一个引子和铺垫作用,让学生脑海里有这么一个意识存在。在我的鼓励下,结果也是非常令人满意。

4 结束语

根据我校以高级应用型人才的培养模式,本次课程设计对原有的教学方法与教学手段进行了改革,并且适当融入了双语教学,跟踪世界的电子技术发展,注重学生实践能力的培养,创新思维的培养。通过课程设计,学生不仅掌握了一个小产品的制作过程,而且掌握了相应的专业英文述语;更加理解和掌握了模拟电子技术课程的精髓。使学生将理论知识点运用到实践中,并通过实践将理论知识点有机的融合起来。使学生从兴趣中感知了理论知识,又从抽象的理论知识中获取兴趣,经过培训的学生已经在参加全国大学生电子设计竞赛中发挥了重要作用。改革也为学生今后的主动学习以及以后的毕业设计打下了良好的基础。

参考文献

篇3

党的十报告中指出:“全面实施素质教育,深化教育领域综合改革,着力提高教育质量,培养学生社会责任感、创新精神和实践能力”。同志提出的“中国特色、世界水平的现代教育”是“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴梦的重要组成部分。刘延东同志在2014年高校咨询会上也提出:“要把立德树人、提高质量贯穿综合改革全过程,创新人才培养机制,切实落实人才培养中心地位”。当前,高校在人才培养模式、课程教学内容和方法、实践教学环节等方面还存在着一些不足,如何培养创新人才是高校教育工作者需要着重关注和实践的课题。我校电气信息类专业结合2014版培养计划修订,做了部分课程的教学改革与实践尝试,现与大家交流学习。

一、主要改革内容及实施情况

(一)充分发挥培养计划在引领学生创新能力

在2014级电类学生培养计划修订中,对电类三个专业的学科基础课、专业核心课、专业方向课、专业选修课、集中实践教学环节进行课程调整、学时调整。充分发挥培养计划在引领学生创新能力培养中的核心作用。

(1)2014级船舶电子电气工程专业教学计划修订情况

在学科基础课中:一是新增加了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);二是将“单片机原理及应用”课程(36+20)改为“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验)两门课程;三是将“电路分析”课程(52+16)改为理论与实验分别独立的两门课程。

在专业核心课中:取消了“船舶通信与导航”课,改列为专业选修课。

在专业选修课中:取消了电子综合设计辅导(2学分、24+8学时、第5学期)课,新增加了“电子技术创新实验辅导”实验课程(1学分、32学时实验、第5学期)。

在集中实践教学环节中:一是取消了“电子技术课程设计”(2学分、2周、第3学期)新增了针对性更强的两门“模拟电子技术课程设计”(1.5学分、1.5周、第4学期)及“数字电子技术课程设计”(1学分、1周、第4学期)课;二是将“单片机课程设计”(1学分、1周、第5学期)改成(1.5学分、1.5周、第4学期);三是取消了“船舶电气设计与检验课程设计”(1学分、1周、第6学期),新增了“船舶机舱测控系统课程设计”(1.5学分、1.5周、第6学期)。

(2)2014级电气工程及其自动化专业教学计划修订情况

在学科基础课中:一是取消了“电气工程导论”课程;二是取消了“计算机辅助设计”,新增加了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);三是将“单片机原理及应用”课程(42+16)改为“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验)两门课程;四是将“电路分析”课程(52+16)改为理论与实验独立的两门课程。

在专业核心课中:一是将“单片机原理及应用”调整到学科基础课;二是取消了“供配电系统”课程(2.5学分、36+4学时、第7学期),改增为“工厂供电”课程(3学分、40+8、第7学期);三是将“检测与转换技术”(2学分、26+6学时、第4学期)学分调整为(2.5学分、28+12学时、第4学期);四是将“自动控制原理”课程(3.5学分、48+8学时、第5学期)学分调整为(4学分、52+12学时、第5学期)。

在专业方向课中:一是取消了“变压器应用技术”课程(2学分、28+4学时、第7学期);二是取消了“船舶动力装置与辅助机械”(2学分、28+4学时、第6学期)课;

在专业选修课中:一是取消了6门课程,分别是:信号与系统、文献检索、企业管理、电气工程专题讲座、集散控制系统、电子综合设计辅导;二是新增“电子技术创新实验辅导”(1学分、32学时实验、第5学期)、“新能源技术”(1学分、16学时、第5学期)两门课程;三是将“AUTOCAD”课程(2学分、16+16上机、第5学期)改为实验课程(1学分、32学上机、第5学期)。

在集中实践教学环节中:一是取消了“专业综合课程设计”(2学分、2周、第7学期);二是新增了“测控技术课程设计”(1学分、1周、第5学期)及“电气控制技术课程设计” (1学分、1周、第6学期)两门课程。

(3)2014级电子信息工程专业教学计划修订情况

在学科基础课中:一是取消“计算机辅助设计”(16+16)课,改成了“电路原理图与PCB设计”课程(32学时实验);二是增加了由专业核心课调整来“单片机原理及应用”课程(32学时理论)及“单片机原理及应用实验”课程(32学时实验);三是将“电路分析”课程(52+16)改为理论(56)与实验(16) 两门独立的课程。

在专业核心课中:取消了“信息论与编码”(24+8)课程并调整“单片机原理及应用”课程(40+16)到学科基础课。

在专业方向课中:一是在通信系统方向:将“程控交换”(32)课程换成为“移动通信”(22+10)课程;二是在嵌入系统方向:将“ARM处理器原理及应用”改为“嵌入式系统”(22+10),新增“ 计算机操作系统”(16+16(上机))及调整来“ 电子综合设计辅导”(16+16);而“DSP原理及应用”、 “多媒体技术”、“ 电子设计自动化”调整到专业选修课中;三是取消了电子系统设计方向。

在专业选修课中:一是取消了“复变函数与积分变换”、“JaVa语言程序设计”、“数据结构”、“数据库技术及应用”、“Linux软件设计”、“计算机接口与通信”、“自动控制原理”、“电视原理”8门课程;二是由专业方向课调整来“DSP原理及应用”、“多媒体技术”、“电子设计自动化”3门选修课;三是新增“专业导论”、“学科前沿信息”、“新能源技术”、“现代控制理论[双语] ”、“信息论与编码”、“集成电路设计”、“计算机网络安全”7门课程。

在集中实践教学环节中:一是取消了“电子设计方向专业课程设计”(2学分、2周、第7学期);二是新增了“工程训练C”(1周,1学分),调整了“模拟电子技术课程设计”(2周,2学分)、“数字电子技术课程设计”(2周,2学分)、“单片机原理及应用课程设计”(4周,2学分)。

(二)加强几门关键课程的课改示范工作,提升课程在电子能力培养中的关键作用

(1)电子综合设计辅导课程的教改实施情况

电子综合设计辅导课程是训练学生综合设计能力的课程。学院2009年起将原来的“电装实习”改成(电子装配)“工程训练”和“电子综合设计辅导”(2学分、24+8学时、第5学期)两门课程,并结合课余电子制作训练作为补充。电子综合设计辅导课程每一年的设计制作内容在原有的基础上都有新增,加强设计内容的新型性和实用性,至今实验室已有50多个设计实训模数电路板。2014版培养计划中“电子综合设计辅导”课程调整为实验课程“电子技术创新实验辅导”(实验30学时)。

电子装配工艺训练对学生的知识基础要求较低,在原2010版教学计划中安排在大一第二学期进行,重点是训练学生的电子电路焊接技术,为以后的电子装配打下基础。教学时数为一周,时间上分散进行,历时半个学期。电子综合设计辅导课程是学生进行电子设计的入门课,除公选课、选修课形式外,兴趣小组形式的学习培养也是一个最有成效的环节,使得对电子设计有基础、有兴趣的同学得到充分发挥与提升能力。对电子制作训练做到有计划性,一般分为四个阶段:

第一阶段:为电子制作基本能力训练。安排在入学后的第二学期,以兴趣小组形式进行。内容主要为:焊接技术训练、认识基本元器件(学会万用表的使用)、识图、音频放大电路制作。

第二阶段:电子制作入门训练。安排在入学后的第三学期,以公选课的形式进行。主要学习绘图、制作与测量(学习Protel(Altium Designer)软件的使用,学会常用电子仪器的使用,利用波形图分析电路的工作状态,分析能力训练),内容有:简单电源电路、电动机驱动电路、光控灯开关电路、温控加热器电路等。

第三阶段:电子设计基础训练。主要是结合理论知识设计电路,安排在入学后的第四学期,以选修课的形式进行。内容有:音响电路(含音调电路、功率放大器电路)、隔离放大器电路、充电器电路等。

第四阶段:电子设计综合能力提高训练。主要为综合设计中、大规模电路,安排在入学后的第五学期,以选修课的形式进行。内容有:抢答器电路、开关电源电路、数控电源电路、无线通信电路、锁相环振荡电路、转速检测电路、充电器电路。

(2)单片机原理及应用课程的教改情况

单片机作为电子自动化控制的主要手段,其作用越来越重要。我院该课程为省级精品课程,课程组老师进行了一系列的教学实践,编写了新的教学文件,每年修改电子教案、课件,出版新的教材与实验指导书,不断完善学习资源,实施电子考试等等,为学生的自动化电子设计起到了重要的支撑作用。在2014版教学计划中理论学时改为32,实验改为独立设课,学时为32,课程设计为1.5周。单片机实验电路板全部为校内老师设计制作,实验室至今有单片机综合应用设计电路板30多件。

(3)新增电子技术实践公选课

针对大学生电子设计竞赛中发现的理论教学与学生实践应用能力脱离现象比较严重的问题,从2014年下半年开始学院在二年级学生中设立“电子技术实践”公选课程,从学生学习电子技术知识的初始阶段就引导学生向技术应用方向发展,培养学生理论联系实际、实际凝练为理论知识的能力,拓展学生的创新思维能力。电子技术实践课程在一定程度上打破课程的专业界限、学科界限,使得知识、技术、信息等多方面融会贯通,在还不能完全打破现有教学模式的情况下,以教学实验班的形式增加一个补充教学环节,以音频功率放大器的设计制作为立足点,从应用目标出发搜索知识点,解决技术问题,培养思维方式。电子技术实践公选课作为教学模式创新探索,在教学过程中最大程度地改变学生被教师控制之下被动地学习的局面,改变单纯死记硬背完成学业的局面,转而让学生养成从解决问题的角度去思考、查找知识,提高学生的主观能动性、创新意识。在教学环节上将实验教学、理论教学、课程设计三点连成一线。在教学效果上力求学以致用,学有所用,以适应大学生电子设计竞赛的要求,适应技能考证的要求,适应用人单位对应用型人才的需求。

(三)编写、修订教材、教案,建立完善教师与学生教学学习资源

编写出版《电子综合设计常用模块与实例指导》、《单片机设计实例集》等实践指导教材;为学生开展考证培训修订《电子工程师考证培训讲义》等;编写新的教学文件及电子教案、课件等,建立完善教师与学生教学学习资源。

一是修订出版了《单片机实验与课程设计指导(Proteus仿真版)》、《电子设计常用模块与实例》、《单片机设计实例选集(一)》、《51系列单片机原理及应用》等实践指导性强的教材;二是在原网络课程的基础上进行了单片机慕课网站的建设,新编了150题左右的作业练习题库;三是修改2014级教学大纲、电子教案及课件;四是设计开发2014级用的新实验电路板并用于每年的学生电子设计竞赛训练。

(四)加强实践能力培训,提高学生的综合能力

加强实践能力培训,提高学科竞赛的获奖数量、提高学生、专利证书数量、提高学生电子工程师/板级工程师/电工等从职证书数量。

(1)加强了学科竞赛的辅导力度。一是组织学生电子协会,每周至少开展一次活动,以加强低年级同学的基础技能训练;二是与飞思卡尔智能汽车竞赛相结合,利用各种提高学生能力的资源,充实学生的实践活动;三是培养充实指导教师力量,2014年学院的指导教师队伍扩大至9人,落实了组队学生与指导教师的互选环节,密切指导教师与参赛学生的联系,特别是在暑期中通过明确训练计划、训练内容增加指导教师的投入精力;四是针对大学生电子设计竞赛中发现的理论教学与学生实践应用能力脱离现象比较严重的问题,从2014年下半年开始在二年级学生中设立电子技术实践公选课程,在教学效果上力求学以致用,学有所用,以适应大学生电子设计竞赛的要求。

(2)重视指导学生、申报专利工作,培养科学研究能力 。通过学生课程设计、毕业设计、电子竞赛、省创新研究项目等实践,指导学生以论文或专利的形式固化研究成果,近年来学生发表的电子设计类论文、实用专利、省大学生科技创新(电子电气类)项目、国家级大学生创新创业训练项目增加明显。

(3)加强校内电子工程师等考证培训工作。学院培训中心通过了市职业技能鉴定条件验收,成立了市“职业技能鉴定所”和电工方面考证员,可进行中、高级电工,中、高级维修电工,初级电子设计工程师、板级设计工程师、单片机C语言程序设计师7种电子电气类证书的证书认定,为学生培训考评提供了极大的便利。

(4)加强了毕业设计真题实做的要求。学院将毕业设计任务早计划、早布置,以提高毕业设计论文的真题实做时间,现一般是在第7学期初就布置任务,毕业论文答辩分二次进行,在较长的时间内可给学生留出较多时间完成高质量的毕业设计论文,学生毕业设计真题实做的比例在90%以上。

(五)落实考证考级替代学分考试的制度

落实考证考级替代学分考试的制度,将提高从职能力的技能考证、考级、竞赛奖等纳入到教学学分中。

学院出台了关于《本科生毕业设计(论文)替代管理办法》(试行)的文件,规定了5类学生学业成果(考证、考级、论文、专利、竞赛奖)或经学院本科毕业设计(论文)工作小组认定可以代替毕业设计(论文)的其他成果可替代毕业设计(论文)学分。

二、实践成果

两年间,学生在电子工程师、电工考证、学科竞赛获奖方面成绩提高明显,取得电子工程师证书30 人;电工证书192人;在大学生电子设计竞赛中,获省一等奖学生为9人,二等奖学生为18人,三等奖学生为21人;在全国(省)飞思卡尔智能汽车竞赛及智能机器人大赛中获一等奖6人,特等奖2人,二等奖9人,三等奖24人。两年间,学生发表电子设计类论文10篇,取得电子设计类实用专利35项。

三、不足分析

一是教学计划改革后课时量压缩造成教师“抢课”现象,并由课程门数增多及投入精力不足造成教学改革的实践效果下降;二是团队精神在学院教改项目中体现不够,大多数教师还是安于老的教学方式,教改积极性不高,大范围的教改项目推进困难。

提高教学质量不仅需要领导重视,更需要教师的人人参与。教学改革不能停留在口号上,更应建立在教师行动上。高校要把提高教师的影响力与学生的竞争力作为学校发展的基本目标,以社会需求为导向,进一步改革人才培养模式,为社会输送合格的创新创业型应用人才。

参考文献:

[1] 唐树森,李维. 电气信息类专业基础课程综合改革的研究与实践[J]. 中国电子教育,2004,03:44-46.

篇4

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).

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二、TRIZ理论在汽车电子技术课程教学中的应用

随着TRIZ理论的不断发展,TRIZ理论和方法的应用也越来越广泛,现阶段,TRIZ在创新教学、创新设计、创新科研等得到了广泛的应用,取得了傲人的成绩,笔者从TRIZ理论和方法的角度出发并在汽车电子技术教学中应用这一理论,旨在促进汽车行业的进一步发展,为汽车服务工程的创新性人才培养提供一条途径。

(1)改革汽车电子技术课程教学的内容,进一步培养学生的创新意识。

众所周知,汽车电子技术课程涉及到的较多内容,如汽发动机原理、汽车构造、汽车故障检测、汽车电子技术等等,在涉及的这些课程中,有的课程具有很强的实践性和设计性,对于这样的课程,就必须对其教学内容进行改革,对学生的创新意识进行强化。从实质上来说,想要灵活的运用汽车教学过程中的基础理论,最重要的一点就是创新,正因如此,在讲授这些实践性和设计性较强的课程的时候,一定要调动学生的主动性,启发学生的思维,采用不同的应用实例来解释一个原理或一个方法。教师在授课过程中,如果在讲到电子巡航中应用的磁阻式转速传感器时,可以通过与学生之前学过的转速传感器的各种形式与现在学的内容进行比较,帮助学生记忆。从实际出发,理论联系实际是改革汽车电子技术课程教学内容的关键所在。汽车电子技术作为汽车服务工程的重点,其自身具有很强的实践性,如果在运用“偏理论、清实践”传统的教学模式,那么必然会打击学生的积极性,使学生产生畏惧心理。所以一定要加大汽车电子技术课程教学的实践性,充分利用学生的视觉、感性认识,将汽车电子技术的应用过程以及应用的不同形式,鼓励学生积极的动手实践。

(2)改进和完善汽车电子技术课程的教学手段和教学方法,培养学生的创新思维

首先,在汽车电子技术课程教学中可以制作精美的电子课件,如果能够在汽车电子技术课程的教学过程中引入CAI技术,那么势必会给汽车电子技术课程的教学带来质的改变。随着社会的不断发展,网络技术和多媒体技术也日趋完善,CAI技术(computerAssistedInstruction)以其特有的效果(直观性和互动性),被广泛应用在课堂教学中。将CAI技术应用到汽车电子技术课程教学中,采用动画、三维等描述,既可以提高学生的兴趣,还能够加深学生的印象,可谓是一举多得。在汽车电子技术课程的教学过程中,培养学生对汽车服务工程类课程的学习兴趣,尤其是汽车电器、汽车构造这些课程,要尽可能的多加一些视频,以最直观的方式帮助学生了解汽车部件的装置远动过程,以帮助学生深入的了解汽车的基本原理和基本结构。其次,对于学生的作业形式,笔者认为可以采用论文作业的方式,之所以采用这种方式,其主要原因是它能够引导学生的创新思维。在授课接近尾声的时候,用论文的形式布置作业,有利于培养学生的发散思维,培养学生的创新意识,激活学生的创新思维。最后,要训练学生的思维方法和创新思维技法,讲完一个基础理论,我们就可以采用TRIZ理论中40个发明创造原理中的一个方法,促进学生之间的相互启发,激发学生他们的联想思维、想象思维、灵感思维,进而得到创新的成果。

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关键词:

自制实验设备;电工电子技术;实践教学

电工电子技术是电类及部分非电专业的必修课程[1-2],该课程实践性及实用性强,其实践教学环节包括课程内实验(有的专业独立设课)、实习及课外的开放、创新实验,课程结束常有1~2周的课程设计,学有余力的学生还可以参加各类电子大赛培训等.这些课程既相对独立,又密不可分.如何合理安排教学环节,决定了课程教学的成功与否.为了培养学生运用电子技术理论知识分析设计电路,提高学生解决实际问题的能力、实践动手能力和创造性思维能力,在教学中实施一体化教学模式.理论课教师同时承担授课班级的实验、实习和课程设计等实践课程,教师对授课班级的情况熟悉,可以做到更好地因材施教.在此基础上,研制了电工电子技术综合实验台.该实验台可以完成电工电子技术的课程内基础实验、课外开放实验、创新实验、电子实习以及课程设计等教学任务,满足了各实践教学环节的需求.各理论、实践教学环节相互渗透、有机结合,形成了完整的教学体系,从而培养学生的创新精神和实践能力[3].

1构建一体化教学模式

1.1深化实践教学改革

实践教学改革,对加强学生工程实践能力,提高学生创新能力至关重要.作为地方工科学院,本着从人才培养体系整体出发,以能力培养为主线,构建分层次、多模块的实践教学体系.把本课程新技术和器件及时引入实践教学中,使学生在学校就能接触到电子技术的最新知识,学生的实践课内容与教师的科研、工程项目及企业技术需求紧密联系在一起,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合.充分利用现代信息技术更新传统的实践教学内容和技术方法,从多方面、多渠道加强基础实验、开放实验、创新实验、课程设计和电子实习等实践课程,以各类竞赛及学校推出的多种学生科技项目强化学生的工程实践能力.建立新型的适应学生能力培养,鼓励探索和创新多元化实践教学模式及考核方法,促进学生自主学习、合作学习和研究性学习能力的提高[4-5].

1.2培养学生自主创新意识与实践能力

在校大学生存在人生目标不明确、学习动力不足等现象.对此,从学生入学开始给各班级配备了班主任辅导员.由于专任学生辅导员编制少,通常是一个辅导员负责十几个班级的日常工作,所以学生有问题不能及时和辅导员沟通,有了班主任后学生的思想动态能在第一时间反馈给班主任,当然大学班主任不同于中学,他们研究如何帮助学生树立人生目标,激发他们的学习兴趣,引导学生从步入大学前的被动学习模式转变到大学生活中的自主创新学习模式.班主任由专业教师兼任,他们都有自己的实验室,学生自发加入到教师的实验室中,从而大大提高了学生的实践能力.

1.3建立实践教学质量保障机制

为保障实践教学质量,除常规制度外,还出台各种竞赛章程及科技项目鼓励政策等,鼓励学生参加科研和创新创业活动,鼓励教师积极投入到学生的能力培养中.教师参与学生实践项目指导的,在评职、评聘和评优中给予政策倾斜,同时在工作量上也给予适当补贴,激发了教师的指导积极性.学校专门设置了创业实践基金,学生科技创新基金,从激励机制和经费保障方面促进创新创业教育.

2一体化教学模式的具体实施

以国家级、省级实验教学示范中心为依托,建设创新实践基地,教师自发投入到指导学生中,从而极大地增强了学生自主实验、自主创新的兴趣,为一体化教学模式的顺利实施提供了保障,具体措施有:

2.1开设与实践相关的选修和必修课

为提高学生的实践能力和创新创业意识,主要通过开设创新创业类必修课和选修课,举办创新创业类讲座,专业教育中渗透创新创业教育等途径,给学生传授创新创业基本理论和基本方法.组建学生科技与创业社团,并鼓励其开展虚拟创业活动.定期举办或组织学生参加创新创业竞赛,开展各级各类学科竞赛活动,举办各类技能培训,提高学生的综合实践能力.现在的本科教育是大众化教育,学校的大量扩招,使教师很难兼顾到所有学生.因此,通过组建电子协会等形式,培训少数对实践能力感兴趣并具有一定自学能力的学生,实验室由高年级学生定期组织培训和讨论并向这部分学生开放,培养精英学苗.进入实验室的学生在实验、课程设计和电子实习等教学过程中又会带动其他学生,辅助教师进行指导,将积累的实践知识传授给其他学生.教师指导各年级不同专业的学生组队申请并完成校级、省级开放实验、创新创业实践项目及参加各类竞赛等.能力强的学生直接吸收进入教师的研究室,融入到教师的科研项目中,撰写论文,申请专利,进一步提高了学生的科研及创新能力.通过这种反应堆式的互帮互助,将知识传授给每个学生.

2.2教学环节紧密衔接,形成一个完整的实践教学体系

电工电子技术课程教学包括理论教学、基础实验、课程设计和电工电子实习,课外有学生自发申请参加的创新创业训练项目、开放实验和各种电子设计类竞赛.该课程实践性实用性强,因此在理论教学中结合实验,在实验教学中完成对理论的应用.为更好地做到理论与实践的结合,教师同时承担理论课授课班级的所有实践课程,做到知己知彼,效果更好.教师把课程设计及电子实习的内容提前布置给学生,让学生根据布置的任务查阅资料,了解有关后续实践课程.学生在学习中目的明确,更加清楚学到的实验电路用到哪里,如何设计各模块电路,同时把设计好的单元模块电路利用手中的电脑或教师提供的EDA实验室进行仿真,验证设计电路的技术指标及可行性.理论教学与和基础实验为课程设计做前导,课程设计为电子实习做铺垫,电子实习又为创新创业训练项目及电子竞赛打下了坚实的基础.通过一系列教学过程,不仅提高了学生的实践能力,还巩固了对理论知识的理解与掌握.这样环环相扣,使各教学环节自成体系,达到了事半功倍的效果[6].

2.3鼓励学生参加电子竞赛、申报创新创业训练项目

学校、教师组织学生参加各级电子类竞赛项目,参赛学生在省级、国家级大学生电子设计竞赛、飞思卡尔智能车竞赛以及互联网+大赛中取得好成绩,极大地激发了学生的自主学习积极性.越来越多的学生积极申请进入实验室、电子协会学习,学生自己知道该学什么,如何学会,如何把学到的知识应用的实践中,学生的实践能力和创新意识得到了极大提高[7].在课程设计和电子实习中引入电子竞赛题目,将课程设计和电子实习作为一个整体环节,允许学生自由组队采用项目申报的形式完成某个竞赛题目作为课程设计和实习成绩.经过实验室培训的优秀学生在班级里起到了很好的辐射作用,激发广大学生对电子技术课程的学习兴趣,从而形成良性循环.

3电工电子技术综合实验台的研制

电工电子技术实践教学的改革及一体化教学模式的建立与实施需要有一个功能先进的实验平台做支撑,因此研制了电工电子技术综合实验平台,目前实验台基本完成,在调试运行阶段.经验证本实验台性能、功能完全满足电工电子技术相关实践课程的要求,是一个性价比很高的实验装置,有推广价值.

3.1综合实验台的整体结构设计

综合实验台整体采用对称式正反背靠背四工位结构设计.实验台把实验、实习和课程设计所需的常规仪器设备、仪表和电脑等统一盘装到封闭实验台内,外部只露出操作面板.实验电路采取标准模块化设计,每个模块的外形尺寸采取统一封装,多个模块可以组合到实验底板上,实验底板采取翻板式结构.模块内只给出实验必须的器件,所有需要搭接的电路均由学生连线完成.学生根据实验的复杂程度自行组合模块,此种结构既可以保证基础实验的开出,又可以完成复杂性、综合性强的开放实验与课程设计.

3.2综合实验台的功能及特点

综合实验台的电路模块分为模拟电路模块、数字电路模块、电路基础模块和EDA模块,可以同时开出多门课程.综合实验台既可以完成硬件实验,又可以完成仿真实验;既可以承担基础实验,又可以完成课程设计、创新实验及开放实验.实验台采取的翻板式结构,实验时放下翻板,实验结束合上翻板,在宽敞的台面上可以完成电子实习等焊接安装的任务.因此,本实验台的综合性强,所有实验室配备此种实验台可以同时开出多门实践课程.避免了不同学科的实验使用的实验设备种类繁多,导致实验室的重复建设,有效的节省了实验空间,提高了实验设备的利用率.实验台上配备有计算机,既可以完成仿真实验,还可以实现实验室的网络化管理.学生可以提前在网上预约实验,实验前熟知实验内容,做好预习报告,实验中记录数据波形结果,进行实验分析总结.实验教学中指导教师可以实时监控学生上课情况,观察学生实验表现并给出过程性学习成绩.本实验台的设计注重综合性、先进性、开放性、实用性和便利性.通过科学地设置实验项目及实践环节,课程达到了全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析、提出问题和解决问题的能力,增强了学生创新创业的意识.

作者:倪奇 张凯利 胡高杰 单位:哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院

参考文献:

[1]孙秋野.电工类实验教学平台的改革与探索[J].实验室科学,2013,16(2):26-28

[2]何召兰,张凯利,邸斌,等.电子技术一体化实践教学模式的探索与实践[J].中国电力教育,2013(11):159-160

[3]周素茵,曾松伟,章云,等.电工电子实践教学模式改革与实践[J].电气电子教学学报,2014,36(1):103-104

[4]李林.数字电子技术课程设计实验平台的研制[J].电气电子教学学报,2011,33(3):76-77

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2教材内容的合理取舍任课教师要选择一本合适的电力电子技术课程教材作为主教材,再参考其他的辅助教材,取长补短,主讲教师应具有宽阔的知识面及丰富的电力电子工程实践经验,注重应用型人才培养目标。教材的内容既有丰富的理论知识,还要注重工程实际的应用,要体现电力电子技术发展的新技术,也要体现出“电力电子技术”课程是基础课到专业课平稳过渡的桥梁,使教材内容更符合二本院校电气工程及其自动化专业的人才培养的要求。主教材中除重点讲授交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流四大类基本变流电路及它们的组合之外,还要联系当今电力电子技术的发展趋势及应用情况,注重电力电子技术在电力系统及其他工程领域中的应用,注重主电路设计、驱动电路设计、保护电路设计、参数计算及元器件选择,还应该适当介绍SVC、SVG、高压直流输电、开关电源、UPS电源、感应加热电源、光伏逆变器等装置的工作原理和实际应用情况,以适应电气工程及其自动化专业宽口径就业要求。

3课堂教学方式改革教学过程中应以学生为主,教师为辅,避免一人堂和填鸭式教学方法,针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多,课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图,以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多,仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的,所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学,大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是,多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式,二者应该相互协调、相辅相成,各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析,可以充分利用多媒体的音容并茂的特点,使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程,如以flas的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等,使学生感到生动而有趣,使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解,还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷,更具亲和力,加强了教师与学生间的互动和情感交流。总之,课堂教学十分重要,教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质,充分利用现代化教学手段及互联网资源,在有限的课堂教学时间内,最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。

4改革实验教学环节为了提高学生的工程实践能力,对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造,引进近几年内较为先进的电力电子实验设备,对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整,尽量减少简单的验证性实验,增大设计性和综合性实验的比例,根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大电力变换所需的实验,如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识,还增设了开放性实验和创新性实验,加强了教师与学生间的知识交流,也使电力电子课程的实验教学延伸到课外,对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时,在我院的大学生电子挑战杯大赛中,部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关,提高了学生的电力电子技能。另外,我院每个学期举行教师实践技能大赛,有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关,大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。

5将Matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学Matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程,将Matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合,在课堂上,利用Matlab仿真软丰富友好的图形界面,使学生更直观地掌握所学的知识,也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将Matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合,是原有的实验操作的有益补充,同时又具备原有实验装置不具备的优点,如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件损坏,也没有任何危险,学生完全可以在无人指导的情况下,在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验,在此基础上再进行适当的真实性实验,这样不仅激发了学生的学习兴趣,更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力,会收到事半功倍的实训效果。

6课程设计环节的改革“电力电子技术”课程教学改革后,在课程教学的后期,增加了课程设计环节,由主讲教师布置该课程的设计任务,为避免雷同,每人一题,主要以电力电子技术的四大电力变换为核心,结合工程实际,根据给出的技术参数和技术指标,要求学生综合运用所学的相关知识,设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等,并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目,要求制作电路板和元器件焊接,并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真,最终以论文的形式完成课程设计,并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加,拓宽了学生的知识面,提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,是理论与实践相结合的有益补充,同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。

7毕业设计环节的改革为了提高电气专业学生的电力电子技术理论知识和工程实践能力,近几年来,在电气工程及其自动化专业毕业实习过程中,除了到发电厂、变电所参观实习外,有相当一部分学生到电力电子装置的厂家实习;有时也请电力电子产品的专家学者做专题报告。在毕业设计选题方面,除了发电厂、变电所、继电保护、电气照明等传统设计题目外,许多教师在本科毕业设计中也增加了许多有关电力电子技术方面的设计课目,如感应加热电源、大功率开关电源、UPS电源、光伏逆变并网系统、SVC、SVG、高压直流输电等方面的题目。有些设计题目还获得了省级或校级优秀学士学位论文。

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中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110163-01

一、前言

由于电工电子信息科学的迅速发展,使该课程内容繁多,同时又要培养学生的思维能力和创造能力,所以在电工电子技术课程的教学设计中必须遵循最优原则。教学设计系统由学习需要分析、教学内容分析、学习者分析、学习目标的阐述、教学策略的制定、教学媒体的选择和利用、教学评价及修改等七项有机整合构成。网络课程的开发要进行教学设计,设计思想不对头,再好的技术也不能发挥效用。因此,认真做好网络课程的教学设计,是网络课程开发的关键[1-5]。本论文详细介绍电工技术网络课程的设计。

二、电工技术课程设计

(一)电工技术学习需要分析。学习电工技术的学生都已经学过高等数学、普通物理等先修课程,具备了一定的基础知识和专业知识。他们已经了解和掌握基本电路方面的基本原理和分析方法,有独立学习这门功课的能力。对于电工技术网络课程来讲,期望学生达到的状况是进一步深化学习,全面掌握电路基础知识,如电路的基本分析方法、几种典型电路和电路的暂态分析,然后在此基础上,熟练掌握电机与控制部分,最后了解电工的测量及供用电等实用技术[3-6]。

(二)电工技术教学内容分析。将教学内容分解为相对独立的知识结构,即电路部分、电机与控制和电工测量;然后,明确不同教学内容之间的结构关系,即首先掌握电路的基本概念、基本定律和电路的基本分析方法,以及电机与控制部分,最后学习电工测量技术,使学生由浅入深、由易到难、由理论到实际应用、循序渐进地学习,同时也保证学习者头脑中清晰的教学流程,但是各个内容之间相对独立的,方便学习任意选择学习。电工技术网络课程的教学内容如图1所示。

(三)教授对象分析。教学设计的一切活动都是为了促进学习者的学习。教学目标是否实现,要通过学习者的学习活动和学习效果体现出来,而学习者作为学习活动的主体,在学习过程中通常和自己的学习特点联系在一起。学习者分析主要是为了了解学习者的学习准备情况及其学习风格,为学习内容的选择和组织、学习目标的阐明、教学策略的制定与媒体的选用等提供依据。了解学习者的基本特征,确定教学内容的教学起点,作为网络课程设计依据。本课程主要是面向技术学校的学生。技术学校的学生学习具有参与性、自我教育性、差异性和矛盾性等特点。

(四)学习目标分析。电工技术是非电类专业的一门技术基础课,学习本课程的目的就是达到能够熟练掌握常用电工、电子器件及其基本放大电路和典型电路的功能和应用,能够自如运用一些电工电子技术中的基本概念、基本原理和基本分析方法。

(五)教学策略制定。在本网络课程中采用了以下几种教学模式的有机结合方式:讲授型模式、个别化学习模式、讨论学习模式、协作学习模式、探索学习模式。在电工网络课程设计中,对这五种主要学习模式进行有机结合,使之达到相辅相成的效果,同时,注重充分发挥各自的优势以适合于学习者的学习特点,以达到良好的教学效果。

(六)教学媒体选择。教学媒体是承载和传播教学信息的载体和工具。在教学过程中选择与运用教学媒体主要考虑媒体与教学内容的统一性;媒体与教学方法的协调性;媒体与认知水平的相容性。本网络课程主要面向成年人,采用文本、图像和动画三类教学媒体,以文本为主要教学信息表达形式。

三、电工技术网络课程制作

(一)电工技术网络课程体系结构。电工电子技术网络课程由课程目录、课程要求、内容索引、习题指导、课程实验、教学资源、讨论天地七个模块组成。这七大模块构成一个系统,相互依存、相辅相成、密不可分。

(二)电工技术网络课程页面设计。文本是在Dreamwaver网页编辑下,进行文字录入的。对电工电子技术网络课程页面中的字体设计基本原则是字体不易过多,不要使用超过三种以上的字体,并且要尽量使用常用字体。本网络课程图形图像采用FireworksMX和photoshop7.0软件进行处理。

网络课程是由一页一页的网页按照一定的顺序和结构组成的。页面设计中注重根据主题内容的不同制作出生动、和谐、美感的界面,整个课程既有变化又有统一的节奏和韵律的格式,使学习者在轻松愉快的审美感受中进入网络学习世界,在较短的时间内获取更多的知识信息。

(三)电工技术网络课程导航设计。网络课程的导航要求切实做到没有迷航现象的发生,它能够使学习者在学习内容之间自如跳转,不受任何的限制,同时,也不能使页面中的导航按钮功能重复,杂乱无章的任意摆放,以免造成页面面积的浪费。导航系统一般要求清晰、明确、简洁、方便。在电工电子网络课程设计中采用以下几种导航方式:主导航栏、菜单式树状导航等方式。

(四)电工技术网络课程交互设计。“交互”是网络课程设计的重要组成部分,它必须遵守如下原则:一致性、简单性、可靠性、趣味性。设计本课程中提供了很多方法和手段支持人际交互,比如电子邮件、电工电子技术论坛、聊天室等,值得一提的是这些人际交互方法都是学习者协作学习的有效工具。

四、结束语

一个良好的教学设计是网络课程成功开发的一半。本文就详细介绍了电工技术网络课程的课程设计步骤:学习需要分析、教学内容分析、学习者分析、学习目标确立、教学策略制定、教学媒体选择和教学效果评价。按照这七个步骤进行逐一分析与设计,然后把他们有机的整合在一起,确立出电工技术网络课程的教学设计系统,为后面网络课程的制作提供指导意义。给出了电工技术网络课程制作过程和制作原则。

参考文献:

[1]杨振坤等,电工电子网络课程的体系结构与实现技术,高等工程教育研究,2002.

[2]成谢峰,电工电子网络化教学系统,青岛大学学报,2001

[3]娄淑琴、盛新志,“数字电子技术基础”网络课程的设计与开发,中国远程教育,2003.

[4]陈宝军、杨改学,试论网络课程的教学交往本质,中国远程教育,2003.

[5]晶玉课件编写组,多媒体课件制作实战,机械工业出版社,2003.

[6]沈二,从麻省理工学院的开放课件看国外网上开放课程发展,中国远程教育,2002.

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数字电子技术课程是信息类、计算机类、电气类等专业的基础课程,通过对数字电子技术课程的学习,让学生掌握这门课程的基本知识、基本理论及基本技能,清楚电子技术的发展进程,为以后的专业知识学习做好铺垫和基础。数字电子技术课程一般被分为理论和实践两个部分,实践部分作为理论教学的补充,有着非常重要的作用。实践教学不但能激发学生的学习积极性,提高学生运用理论知识进行设计及分析的能力,还能提高学生主动发现问题、解决问题的能力,促进学生的全面发展。如今,随着新课程改革的进程不断深入,数字电子技术课程的教学时间被一再压缩,这就对这门课程的教学提出了新的挑战:要让学生在有限的学时里领会数字电子技术的理论知识,并通过理论进一步掌握数字电子技术的实践方法,进而提高学生的实践技能和动手能力。同时,通过学生的实践活动,让其更加深入地了解电子技术理论知识的内涵。因此,应该重视实践教学的作用及地位,更加科学合理地安排学生的实践活动,并提高实践教学的要求。

一、完善实践教学方式

首先,建设多媒体实验教学系统。通过先进的计算机多媒体技术,把教学所需的实验步骤、理论示意图、注意事项等制成精美的实验教学课件,对图像、声音、文本、视频等多媒体元素进行加工处理,加强教学效果,优化课堂教学,提高学习效率。这种方式避免了传统电子技术实践教学中枯燥、刻板的缺点,激发了学生的学习积极性。其次,建设虚拟实验教学平台。虚拟实验教学平台能够增强学生对电路的认知,掌握各种电子仪器的使用方法及测试方法,让每个学生都可以动手实践,进行电子元件接线及设定仪器参数,一边连线测试,一边修改分析,还可以对比理论计算的结果。通过虚拟实验教学平台提供的能够随时修改和调整的仪器参数,分析其对电路的影响,在使用和测试过程中,将理论与实践结合起来,增强学生的实践能力及对理论的理解。再次,不断完善网络实践教学平台。将多媒体网络课件、实践教育资源、网络教育平台等有机结合起来,组成立体化的网络教学资源,学生通过网络自行决定实验内容、实验时间,鼓励学生自由发挥,培养学生的自主实验能力和创新实践能力。

二、改进实践教学环境

一般来说,电子技术实践的教学环境要满足从课题设计到课程实践各个方面实践教学的需求,它包括软件建设和硬件建设两个部分。软件建设以提高实践教学的创新和管理为主,包含资源共享、管理规范、操作要求等;硬件建设以完善实验室建设为主,包含实验设备、实验场地、实验配套软件等。首先,要充分利用现有的实验设备。现阶段,实验室一般都由各个教研组管理,大部分实验设备都是用作理论课程的实验,各个教研组之间各行其是,实验设备利用率不高。面对这样的问题,应该把实验室从教研组分离出来,建设统一的实验中心,把实验设备统一管理,提高利用率。其次,要及时更新实验设备。随着时代的发展,一些陈旧落后的实验设备已经无法满足实践教学的要求,因此,要及时购买先进的实验设备,使实践教学跟上电子技术发展的脚步,让学生了解最先进的电子技术与产品。再次,引入虚拟实验平台。ElectronicsWorkbenchEda(EWB)是一款小巧但仿真功能十分强大的计算机软件,它被称为虚拟电子实验室。虚拟实验是指借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上构造一个可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关实验环境,通过仿真调试、电路设计及对数据和参数的分析,达到实验效果的一种新型的实验方法。将其作为传统实验的补充,能够使学生熟悉仿真软件技术,同时把理论知识和实验内容紧密联系起来,可以较全面地反映和概括所学的知识。这样一来,不仅利用了实验教学参与性强、操作性强的特点,还发挥了计算机资金投入少、直观、迅速的优势。除此之外,要创设开放式的实践教学环境。开放式实践教学是为了给学生创设一个轻松的学习及实践环境,给学生创造自主学习和探索的时间和空间。由于新入学的学生对电子工艺的知识和技术还不够熟练,应该安排教师辅导学生,实验室也应对学生全天开放。学生在实验室中能够熟悉电子仪器的原理和使用方法、焊接技术、小型电子产品的制作、印刷线路板的制作、电子线路的检测等,为以后的电子技术实验打下坚实的基础。同时,开放式的实践教学还可以把科研活动与实践教学结合起来,让学生积极参与教师的科研活动,培养学生的科研能力、操作能力和创新能力。

三、建设实践教学师资队伍

要想培养出高素质的实践型人才,必须有一支高水平的实践教学师资队伍,教师队伍水平的高低关系着实践教学质量的好坏。首先,要采用激励考核机制。学校应采用教学岗位聘任制,设置主讲教师、主讲教授。对主讲教师、教授给予高薪酬的激励制度,充分调动教师进行实践教学的积极性。其次,重视教师培训,构建合理的教师队伍。鼓励教师参加继续教育,深入产业第一线,了解行业的发展前景,丰富自身的实践经验,结合实践开展教研活动。鼓励教师参与教学改革、发表学术论文、定期参与教学研讨会,提高教学水平。再次,改革教育教学体制,改善管理方式。为了满足当今实践教学的需求,应深化体制改革,建立健全人事聘任制度、教学激励制度、工作考评制度,提高实践教学的水平和质量。电子技术实践教学的改革和创新,能够为学生发展个性、自主学习提供所需的空间和时间,有利于提高学生的创新能力和创新意识,进而全面提高实践教学质量。

四、优化实践教学内容

根据当今电子技术的发展进程及学生的实际情况,合理选择实践教学内容。应该给学生设置丰富且层次多样的实验项目,通过设计层次多样的实验项目,既可以促进学生的全面发展,又有益于教师专业水平的提高。首先,运用基础实验来巩固学生的理论知识。实践教学的第一层次是进行验证方法性或原理性为主的课程实验。通过一些验证性、演示性的实验,使学生加深对所学原理或理论的理解,培养学生的基础实践技能。在教学过程中,应尽量避免课程实验,真要做时,教师应指导学生熟悉电子电路的测试方法,引导学生注意实际操作中的突发状况等问题。其次,运用课程设计来培养学生的实际应用能力。实践教学的第二层次是以理论和原理为主的课程设计。一般来说,课程设计需要应用不同课程的知识来解决一个实际问题,进而培养学生的理论知识运用能力。再次,运用综合应用实践,培训学生的创新能力。实践教学的第三层次是综合应用实践,它需要综合应用不同课程的知识,设计出具有一定应用价值的项目,以达到综合应用的需求。这样就能够培养学生自主制定实验方式、实验过程及独立实验的能力,为培养学生的创新能力打下了坚实的基础。除此之外,可以运用专题设计来提升学生的工程素质。实践教学的第四层次是专题设计实践,专题设计大部分以真实的工程为背景,让学生自行探索、自主进行实验研究,不仅可以培养学生发现问题、解决问题的能力,还能提高学生的工程素质。综上所述,电子技术的实践教学是一种极其重要的教学方式,如今已被广泛运用于电子技术教学中,但是其课时短、任务重的特点又对实践教学提出了不小的挑战。因此,教师应不断革新实践教学方法,激发学生的学习热情和积极性,培养学生发现问题、解决问题的能力,锻炼学生的实践能力,促进学生综合素质的提高。

参考文献:

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[3]熊春宇,齐风河,高玉凯.电子技术实践教学模式探索[J].中国电力教育,2013(19).

[4]翟洪波.电子技术课程实验教学改革的探索[J].中国电力教育,2008(9).

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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:

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[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

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一、引言

全国大学生电子设计竞赛由教育部高教司和信息产业部人事司共同主办[1],从1994年到现在,先后举办了近十届全国竞赛和四届专题竞赛。大赛从一开始就确立了“推进教育教学改革,为人才培养服务”的宗旨,不断推进高校教育教学的改革与发展[1][2]。我校从1997年开始面向全校召集优秀学生参加全国大学生电子设计竞赛,成绩斐然,先后获得国家一等奖三项,国家二等将五项,山东省一、二等奖励多项。这些成绩对学生的鼓舞很大,要求参赛的学生逐年增多,参与的专业范围也不断扩大。参加过电子设计竞赛的学生在系统设计、方案论证、整机调试、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高,也增强了他们的自信心。他们在毕业设计和以后的科研工作中,独立工作的能力较强,受到了教师和用人单位的欢迎和好评。我们从以下几个方面,谈谈通过组织大学生电子设计竞赛期刊网,对程体系改革与创新能力培养的促进作用。

二、大学生电子设计竞赛促进了电子技术相关课程教学体系的改革与完善

通过组织参加全国大学生电子设计竞赛及赛前选拔与培训,发现我校本科生存在理论基础较好而动手能力较差、参与意识较强而工程素养不足等缺点。这反映出教学过程重理论轻实践、重软件轻硬件,也说明现有的教学内容和课程体系急需改革,如:在平时实验课中,验证性实验多而自主设计的实验少,单科性实验多而综合性实验少,采用传统的方法多而应用最新的技术少,反映电子技术应用的前沿课程少。针对这些问题,我们对电子类课程体系进行了一些调整和改革。

首先在教学内容上,由于新技术、新器件应用范围越来越广和电子技术的飞速发展,我们开出了“可编程逻辑器件及其应用”、“电子设计自动化”、“现代电子系统设计”、“条形码与IC卡技术”等新课程,编写了教学大纲,经过多年实践,效果良好,丰富和完善了电子技术课程体系。配合课程体系和电子技术竞赛编写了新的理论教材“电子设计自动化”和实验教材“电子技术测量与实验”。在新教材中,舍弃了过时陈旧的内容,引入新的内容,增加了电子线路软件仿真的内容,使硬件软件相结合,丰富了实验手段。新教材还增加了大量的设计性和综合设计性实验内容,满足不同程度学生的需要。实验教学环节已由单纯的“验证”实验向“单元验证、分析设计、系统综合”实验相结合的方向转变。根据新教材构建了模块化的EDA实验教学内容体系,具体框图如下图1所示:

其次从教学目的和教学摘要求学生按照已知的方法和步骤进行操作即可,这种实验方式在基础训练阶段是必不可少的,但因为其本身在时间、空间和内容上的局限性,不利于学生自由发挥,也不利于学生创新能力的培养。而非验证性实验因可让学生自主设计和拓展实验,从而提高了其挑战性,也极大地激发了学生的创新欲望,对培养学生的实际动手能力和创新精神是非常有利的。

图1 模块化的EDA实验教学内容体系

同时对教学方法也进行了改革。教学方法改革是与教学内容的改革相辅相成的[1][3],竞赛促进教学内容的更新期刊网,新的内容迫使有相应的教学方法与之适应,以达到理想的教学效果。我们的新课程体系和教材给学生更多独立学习、独立思考的空间,教学方法上也应留给学生更多时间,因此,我们将原来的集中实验教学方法,改为集中实验与开放实验、虚拟实验、分布实验等多种实验教学模式相结合的方式,实验模式由过去的单一模式向多元化的实验教学模式转变。我们的开放式教学包含两方面的含义,即时间开放和内容开放。时间上的开放即在规定了学生的实验内容以后,学生可以在相当大范围内选择完成实验的时间,这样学生可以在时间上有较大的灵活性,提高学生学习的主动性。内容上的开放是指学生在实验中除了可以进行规定的实验内容,还可以根据自己的专业和爱好,选择规定以外的实验内容,这样有助于学生创新能力的培养和提高。

通过教学体系、方法的改革与不断完善,在平时的学习中就能给有兴趣有能力的学生提供实践实习的条件和空间,逐步培养他们的实际动手能力和创新能力。同时,通过实际动手设计可以让学生更好的消化课本上的知识,理论联系实际,激发大学生的学习积极性和主动性。

三、全国大学生电子设计竞赛促进了实验室硬件水平和综合适应能力的不断提高

电子设计竞赛的场地是由参赛学校自己提供的。能否适应电子设计竞赛各种题目的要求,体现了该实验室的应变能力和综合适应能力。长期以来,由于电子技术各类实验室的装置基本上是老三样(电压表、信号源、示波器),学生在实验中接触不到先进的实验手段和先进的仪器设备,这个缺陷在常规实验中的表现并不明显,但在电子设计竞赛惜时如金的场合下就显得非常突出。谁采用的仪器工具先进、自动化程度高,谁就会在其它条件相同的情况下赢得更多的时间,从而取得更好的成绩。比如我们在竞赛中使用的先进的数模混合型示波器以及数字示波器,受到学生的一致认可,通过多年的竞赛,在学校的大力支持下,电工电子学教学中心的实验室建设起点高期刊网,设备先进,为电子竞赛提供了一个良好的环境。

四、全国大学生电子设计竞赛推动了电子技术课程设计内容和体系的不断发展

课程设计是学生相对集中,实践功能较强,比较能真实反映一个学生实践动手能力的一项教育教学内容[4]。因此,为了不断适应电子技术发展的要求,同时也为初步选拔电子设计竞赛学生做一个基本参考,整个课程设计体系也要不断发展与完善。

首先从设计内容上,设计的内容不断更新,难度也不断增加;其次从软件设计工具上,随着电子设计开发工具的不断发展,通过各种渠道将ispExpert、ispLever、ModelSim、Synplicity等各种流行的仿真软件及开发工具逐一介绍给广大学生使用;再次从软件编程语言上,Able、VHDL、Verilog等多种流行的硬件编程语言都被广大学生所逐渐熟悉;最后从硬件设计和测试工具上,自主设计制作了小型的“SZD-III型PLD实验开发系统”、大型PLD课程设计演示仪器、电子竞赛系统开发板等。

五、全国大学生电子设计竞赛使优秀学生脱颖而出,促进了教师业务水平的提高

电子设计竞赛使那些具有良好的理论基础、实践动手能力强,特别是具有创新意识和协作精神的学生有了施展自己才能的空间。他们不循规蹈矩,不死读书本,而是积极进取,学以致用,理论密切联系实际,通过赛前的培训以及大赛的洗礼,使他们在各方面更加成熟。参赛的学生报考研究生时也受到硕士生导师的青睐,而没有上研究生的同学在联系工作时也极受欢迎,不少公司在招聘时深有感触的说:“像这样的学生有多少我们要多少”。这些学生的成才,也在低年级学生中产生了良好的辐射作用。

对于教师而言,由于我们的课程是面向全校学生的专业基础课,教学任务比较重,为提高效率,施行的是模拟、数字、电工电子学三门课程教学人员相对固定的方法。每位老师基本上只负责其中一门课程。这样一来,虽然教师能够对所负责的这一门课程内容比较熟练,但时间长了对其它两方面的知识期刊网,缺乏必要的联系,从长远看,不利于教师业务水平的提高,不利于学生的培养,因为学生将来面对实际的电路系统,所需要考虑的问题是综合性的,如果教师在教学过程中不能帮助学生树立一个综合考虑问题的思想,这是教学上的一个遗憾。而通过组织教师参加电子设计竞赛的培训工作,一定程度上改善了这一状况。教师们在辅导参赛学生训练的过程中,不但提高了业务素质,而且认识到在教学中贯穿综合考虑解决问题的思想对学生能力培养的重要性。

六、创立了一种实践中较为成功的大学生学科竞赛的培训内容体系和组织运行模式

经过多届全国、山东省、学校竞赛,根据历届电子设计竞赛所涉及到的领域,目前已经形成较为合理的培训体系,培训内容涉及电子系统设计、EDA、单片机、制作与安装工艺、功率电子、软件设计等内容,经过多年实践,效果良好。同时也创立了一种实践中较为成功的大学生学科竞赛的组织运行模式。

(1)平时积累。通过电子技术相关课程体系的改革与完善,使得有兴趣和能力的学生在平时的学习中就能够获得一定的经验积累和实践机会,使得动手能力、创新能力、设计水平得到一定程度的提高。

(2)择优选拔。在电子设计竞赛开赛前,通过报名、笔试、实物制作、面试、推荐等方式择优选出30-50名学生参加培训和比赛。

(3)强化训练。培训开始时,根据历届电子设计竞赛所涉及到的领域邀请相关教师为学生进行授课,让学生在短时间内能够对相关领域知识有较深入的理解,打好设计基础,然后由负责老师带领参赛学生在现有硬件条件下对学生的软件、硬件综合设计能力进行强化训练。

(4)模拟竞赛。根据现有的硬件设备和条件,尽量节约开销,选择合适的可以完成的设计题目,把培训学生进行分组,让学生在限定的时间内利用现有的器件和设备完成一次设计,强化锻炼并检验参赛学生的设计水平和动手能力,并让学生对真正的竞赛有初步的认识和体验。

(5)合理组合。在培训和模拟竞赛期间,不同的学生在不同的方面可能会有各自突出的表现期刊网,比如有的学生硬件水平很好,有的学生软件水平很高,有的学生综合设计能力很强,教师要善于发现学生的特点,并把突出的学生有机的组合成一个整体,保证参赛队伍的质量和水平。

七、总结

竞赛是对学生综合能力的全方位考核,既有理论分析,又有实践动手,是全面素质的培养[1][2][5]。在专题竞赛中既培养了学生面对众多社会需求选择最佳实施方案的能力,又使学生经历了由策划、设计、制造、调试、试用全研制的开发过程,很多学生反映这段特殊学习经历终生难忘。“通过前期培训和选拔以及四天竞赛,胜读四年书本”,有不少学生这样评价电子设计竞赛,这种说法不免夸大,但也从侧面反映了在学生眼里竞赛对于学生综合素质提高的巨大作用。

在该项竞赛的引导下,电子技术相关课程已经和正在经历着一系列调整和改革—优化传统基础知识、大胆引进前沿技术、不断拓宽学生专业口径、加强工程实践能力培养、重视创新教育的探索和实践。

参考文献

[1]姚建永、吴贻文.参加电子设计竞赛,促进教学改革.高校教育研究,2008(17):31-33.

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