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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
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(b)-0051-01
《环境影响评价》是环境科学与环境工程专业学生的主干专业课之一,而从事环境影响评价工作也是相关专业学生较好的就业方向之一。《环境影响评价》课程重点讲述水、气、声、固、土壤、生态、区域开发等的环境影响评价,探讨各开发行为产生的不良影响,并结合当地环境质量现状,根据相关法律法规及各项规范,提出减缓或消除不良环境影响的措施[1]。课程内容较多,理论及实用性皆强。在课程结束后,一般都要进行相应的课程设计以加深学生对所学理论知识的理解,增强学生对理论知识的实践应用技能,有助于将学生培养成工程应用型人才,为其今后从事相关环评工作奠定基础。本文针对课程设计中存在的问题,结合实际教学经验,从课程设计题目设置、案例分析法及任务教学法的应用等方面,对《环境影响评价》课程设计进行了改革与实践。
1 课程设计题目的设定
如何让学生从课程设计中学到有用的知识与技能,同时又符合《环境影响评价》课程设计的条件,切实可行,是课程设计题目设置的最根本原则。一项建设项目的环境影响报告表的编制工作一般需要一个月以上的时间,若为编制环境影响报告书则一般需要两至三个月的时间,甚至更长。《环境影响评价》课程设计最多只有两周的时间,时间短。同时,受各种条件的限值,学生很少能够到现场进行踏勘,实施环境监测的可能性较小。如果设置的课程设计的题目过大过深的话,学生无法切身参与其中,只能停留在表面文字整理或参考其他项目环境影响报告书(表)文字复制粘贴上。因此,课程设计的题目应该立足于学校内已经学校周围的建设项目上,可以房屋建筑或房地产建筑项目为主。此类项目特色鲜明,对环境产生的影响较容易识别。另外,由于是校内或校周围的建设项目,学生可以参与其中。在某此课程设计中,笔者以校内宿舍楼建设项目的环境影响评价为课程设计题目,让学生编制该项目环境影响报告表,并让学生对其产生的环境影响现场勘查与分析,对其产生的噪声污染利用声级计现场监测。该设计题目的设置,学生参与积极性很强,积极讨论制订监测计划,分工明确,分析合理全面,课程设计较为圆满完成,取到了很好的效果。
2 案例分析教学法在课程设计中应用
通常认为案例教学法应用于理论教学中,如在讲单项环评如水环评、大气环评时,都会讲解个相关案例以加深学生对理论知识的理解,强化其后续应用能力的形成。但在后续的课程设计中,学生综合应用能力仍较为欠缺,系统设计能力不强。这主要由于在课堂中所讲述的案例多为实际环评项目中单项环评部分的内容,针对一项目系统案例分析几乎没有。即使学生对单项环评内容较为熟悉,拿到一课程设计题目后,仍感觉无从下手,不知如何进行。因此,在课程设计中,最好一开始针对某一环境影响评价实际案例,仔细讲解其环境影响报告书或环境影响报告表,从总则一直系统讲解到结论与建议。学生通过实际案例的学习,会系统掌握环评规律,学会一些在环评报告书(表)中常用术语及用语。对课程设计如何开展及进行会有综合的掌握与把握。通过实践应用,结果表明,在课程设计开始阶段,通过一个上午对某一实际案例环境影响报告书或报告表的讲解,对学生开始课程设计帮助很大,学生课程设计内容的展开与完成效果较未采用案例教学有明显的提高。
3 任务教学法在课程设计中的应用
任务教学就是根据课程设计的内容,以学生为主题确定课程设计任务。学生根据自己的任务,合理制定实施任务的计划与步骤,并采用相应手段去实现任务,完成课程设计任务。任务教学法已广泛应用于目前高校教学中。任务教学主要分为下面三个步骤:前任务、任务阶段、和后任务,前任务主要是激发学生对任务的关注和兴趣,了解任务的细节和相关知识背景;任务阶段则是核心,主要是学生采用各种方法和手段,去完成任务要求;而后任务阶段则是学生根据前面完成情况,进行相应总结,实现自己能力的提升[2~4]。
在《环境影响评价》课程设计中,以校园内宿舍楼建设项目为例,前任务阶段主要是让学生了解课程设计的主要内容,熟悉建设项目的基本概况,了解环境影响评价科技的要求。任务阶段则对课程设计的主要内容及步骤细化,制定相应的工作计划,筛选评价重点,将任务分解至个人,如谁负责进行工程分析,谁负责进行噪声监测,谁负责水环境影响评价工作,谁负责进行报告书编制等等。然后根据计划开展相应活动,进行成果总结,并编制相应环境影响报告表。后任务阶段则是学生对其工作进行后梳理,归纳总结在任务实施过程中出现的问题及获得的有益经验,提升其工程实践能力,为其从事环境影响评价工作奠定基础。
4 结语
作为《环境影响评价》理论教学课程的有益而必须的补充,环境影响评价课程设计在提高学生环境影响评价实践应用能力方面起着非常重要的作用。通过课程设计题目的设置、案例教学与任务教学的有效应用等方面的实施,可显著提高环境影响评价课程设计的实施效果。经课程设计锻炼后,部分毕业学生反馈,他们在课程设计中学到的技能非常的实用,能在很短的时间适应所从事的环境影响评价工作。
参考文献
[1]王新刚,陈海丰,陈芳艳.基于“卓越工程师”培养目标的《环境评价与规划》课程改革探索与实践[J].科技视界,2011(25):25-26.
本文作者:焦咏梅高艳玲徐红作者单位:石家庄铁道大学四方学院
课程设计内容的改革
首先,探索全系专业课程体系框架,将内容紧密联系,增强内在逻辑性。把同一个培养能力范畴的同一类课程作为一个课程群,形成目标明确的课程群层次,把围绕一个技能培养目标的、含有若干课程的知识点抽象出来,在更高层次上连贯起来,使该技能的培养随课程设计的推进而不断递进、加深和拓展。如自动化专业的课程群层次结构。在课程群的建设基础上,我们的课程设计题目既要考虑前后课程纵向的贯通与衔接,又要充分考虑课程横向间的相互融合,实现整体优化。如把模拟电子、单片机、传感器课程设计内容纵向联系,递进升级,模拟电子课程设计题目应做到熟练掌握器件特性及参数计算,理解电路原理,并仿真出结果,使学生通过课程设计过“三关”,即“器件关”、“分析关”和“动手关”,此阶段培养了学生具备一定的硬件设计能力。在此阶段基础上进入下梯级,即单片机课程设计阶段。让学生在具备一定硬件设计能力的基础上学习系统软件设计,并且为了激发学生的学习兴趣,把电子电路和单片机课程设计进行横向优化组合。单片机题目要求学生应用电子电路的手段,即Protel原理图设计PCB设计并制版,做出实物,完成程序烧录,最终完成系统调试。结束时,学生亲身经历了硬件、软件的每一阶段,锻炼了学生工程应用能力。此阶段学生已具备了软、硬结合的能力,为进入下一个梯级做了充足的准备。课程设计的最高梯级传感器课程设计,即题目应综合模电、电子电路、单片机、传感器四类课程的理论知识,在具备软、硬件结合的能力的基础上,应用各类传感器采集数据,应用单片机、电路模块等手段完成一个应用系统的综合设计并做出实物,例如红外报警系统、温度检测系统设计、光敏元件控制系统等。培养学生结合实际应用的综合设计能力,做到环环相扣,相辅相成,为毕业设计打下良好的基础。
成绩评定体系改革
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,应强调整个设计方案实施的全过程。1.撰写总结报告。总结报告是学生对课程设计全过程的总结,不能等同于平时的实验报告,因此内容要完善,格式要规范。此环节占总成绩的30%。2.实验动手能力。包括器件选择、仿真设计制版焊接、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。此环节占总成绩的30%。3.学生实行全员答辩制。为避免学生互相抄袭或找人代做,我系自2009年开始施行课程设计全员答辩制度,每生5分钟自述,10分钟答辩,通过答辩情况给出答辩成绩。此环节占总成绩的40%。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,提高了学生的积极性和主动性,从而保证了课程设计的质量。
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)11-0185-01
技工院校课程设计这门课是学生在学完所有专业基础课及专业课程之后,顶岗实习之前所开设的一门课程。这门课是教学计划的重要组成部分,是技工学校学生最后的学习阶段和综合训练阶段,是对学生学习与实践成果的全面总结,更是对教学计划和培养目标的全面检验。另外,从某种意义上来看,课程设计能反映教学质量的高低,是对学校教学工作的一种直接检验:教学内容安排是否合理、老师教学效果如何、学生对所学知识的掌握程度等,可以从中找出存在的问题,从而制定出相应的改进措施,为进一步提高教学质量创造条件。而技工院校的学生学习基础参差不齐,对所学科目知识掌握情况也存在不同,所以对于有的学生来说,如何完成课程设计是个问题,本人在教学过程中,逐步摸索出了一些经验来促使学生完成课程设计,主要有以下四个方面:
一 合理安排授课计划
授课计划分为三个阶段,第一阶段为课程设计学习阶段。因为学生几乎没有设计经验,老师要指导学生掌握课程设计的基本方法,掌握一些基本的课程调查研究方法和文献检索的方法,最终掌握课程设计的框架结构和写作方法。通过第一阶段的学习,学生对自己课程设计的选题和研究方向有了思路。第二阶段为学生撰写“课程设计说明书”。学生根据自己选到的任务拟定课程设计提纲,分配说明书编写任务,对零件进行加工分析等。在这一过程中按照学生写―老师点评―学生再修改这一模式循环,直至完成高质量的课程设计报告。第三阶段为总结、答辩阶段。学生做好总结工作即为答辩做准备,学生答辩时先结合课程设计的PPT讲解设计思路、方法、难点等,然后老师提出疑问由学生回答。通过答辩能锻炼学生的语言组织能力及灵活应变能力。
二 合理分组、分配设计任务
我所教班级有48人,首次分配时4人一组,分配时注意好差学生搭配,尽量做到整体平衡。分配课程设计任务时也注意合理分配,能力强的组分配相对难的任务,能力相对较弱的组分配相对简单的任务,目的是让他们都有信心、有能力完成所分配的任务。每组指定一名组长,由组长进行分工,让每个人都参与进来,同时也培养他们的团结协作能力。为了保证学生能独立完成设计任务,防止相互抄袭,第一阶段结束后,再次进行任务分配,变为2人一组,每组做的东西不一样,让每位学生都经历课程设计的整个过程,虽然老师的审批工作量增加了,但有利于学生的能力培养,所以是值得的。
三 多巡回指导、检查,鼓励创新
在课程设计时要运用多种知识,如机械制图、公差、数控编程等,许多学生知识点忘记得差不多了,在巡回时要注意多指导、提醒,将集中指导和个别指导相结合。在辅导的过程中,对于一些共性的问题,如尺寸公差的标注、图层的设定、文字处理的一些技巧等,通过多媒体演示给大家看,共有问题集中回答。对于设计进程较慢的学生,要花更多时间进行指导,耐心讲解设计方法、步骤、技巧等,用心促使他们加快设计速度。对于能力强、设计快的学生,提前讲解更新内容和方法,主要培养他们自主学习的能力,提高综合素质。
四 合理设计课程设计的验收、答辩和评价体系
验收学生的课程设计,主要是通过答辩来进行。答辩时,老师要针对学生设计中存在的错误和含糊的地方提出问题或提出一些与课程设计有关的相关问题,由学生做出回答。通过答辩,老师可以直接地了解学生的设计思想、设计过程和设计的特点。学生能知道自己哪些地方有问题,错的原因是什么,这是一个提高的过程。
课程设计评价体系分别由平时表现、课程设计报告、课程设计自述、课程设计现场答辩四部分组成,分值分别占30%、30%、20%、20%。对学生的评价不仅要看他们最后的报告和答辩,而且也要注意考核平时上课时的表现。课程设计评价体系的合理建立明确了考核标准和考核指标,增加了课程设计的针对性和严谨性,从而有效地提高了课程设计的质量。
在学期结束时,学校开展了一次学生座谈会,征求学生对课程设计这门课的教学意见和建议。所有学生都说经过课程设计的学习,自行撰写并修改课程设计说明书直至最后答辩,整个过程对他们综合能力的提高起到了很大的作用,都认为是一次很好的锻炼,为他们走上工作岗位打下了很好的基础。课程设计是教学过程中的重要环节,对于学生的设计能力培养具有很重要的作用,同时也是学生创新能力培养的重要途径。如何上好这门课,任重道远,还有很多值得探索学习的地方。
参考文献
[1]王少刚.课程设计是培养学生创新能力的重要途径[J].中国大学教学,2007(8)
中图分类号:G 642.0 文献标识码:a DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.02.028
0 引 言
培养和提高学生的创新思维和实践应用能力是高等教育改革的一项重要任务。在高校计算机专业中,数据库系统原理作为专业方向必修课,具有非常重要的地位和实际意义,而数据库课程设计作为其实践环节重要性也至关重要。数据库课程设计是计算机科学与技术专业集中实践环节的必修课,是学生学习完“数据库系统原理”课程后,进行的一次全面的综合训练。其目的在于加深对数据库基础理论和基本知识的理解,培养学生具有数据库应用软件系统的设计和开发能力,在课程设计实践过程中强化学生的实践意识,提高动手能力、创新意识和合作精神。然而目前有些高校本科计算机专业的数据库课程设计教学还存在一些问题,教学效果不够理想。本文结合琼州学院数据库课程的实践教学,就计算机专业数据库课程设计中存在的一些问题提出一些观点和建议。
1 高校数据库课程设计中存在的问题
1.1 对课程设计认识不足
根据我们在实际教学中掌握的情况,很多学生认为课程设计只不过是一门考查课,没有试卷,没有老师监考,自己知识把实验做一下,课程设计报告交上去就可以了。甚至有些同学根本就没有自己的东西,随便到网上下载一个管理系统应付了事,到验收的时间,具体的设计是怎么完成的,一问三不知,当问到通过课程设计学到了什么的时候,很多人表示自己也不清楚。可见,很多同学对课程设计的重要性认识不足。实际上,作为对理论的巩固与应用,数据库课程设计是一门综合性比较强的课程。它不仅要求学生具备基本的程序设计理论,还要求学生掌握规范化的软件开发流程,它不仅仅是像某些同学认为的比较复杂的程序,而是一个完整的软件,要包括规范的开发文档等一系列内容,在数据库课程设计中,学生就是一名数据库应用软件开发工程师。所以,我们要加强学生对这门课程认识上的引导,培养他们严谨,科学的研发态度。
对于课程设计的目标,有些同学并不清楚,他们只是根据老师的要求,完成自己的任务,而不知道通过课程设计,自己应该达到什么样的目标,应该收获什么东西。很多同学在课程设计中只是停留在老师给出的题目和任务上,没有进行更深层次的考虑,他们认为只要完成任务就可以了。事实上,数据库课程设计是对软件开发的一个系统模拟过程,通过这项课程设计,让学生熟悉软件开发,数据库及其应用开发的操作流程,掌握行之有效的软件开发方法和软件开发工具。更重要的是培养学生严谨细致规范的学习作风,为科研工作奠定基础。
1.2 课程设计选题存在的问题
优秀的课程设计选题方案不仅可以提高学生的学习兴趣,也会激发他们的创作性,从而在课程设计中做出一定的成绩。但是有些学校在选题上存在几个问题;选题没有新意,每年都是同样的几个题目,有些同学直接把师兄师姐们的东西拿来照抄,这种选题不仅不能引起学生的兴趣,也不能跟上发展的要求;题目过大,比如飞机订票系统,火车订票系统等。这些选题看似不错,能够锻炼学生的开发能,但实际上根本没有必要选择这么大的题目,学生也没有能力完成这样的题目,所以,课程设计的选题很重要,应大小适中,以实际能力出发,最好结合学生自己的兴趣爱好方向,贴近实际情况,让学生自主选题,指导教师提出针对性建议和方向,让学生发挥自己的特长与创造性,会获得更好的效果。
1.3 课程管理复杂,考核方式不够科学
通过调研一些高校学校,发现其数据库课程设计的考核方 式与其他课程的课程设计一样,但是数据库课程设计本身更注重实践、更贴近实际的特点使它不能跟其他课程同等对待。我们了解到很多学校通常采用平时分加实验分作为总成绩,但实验分数上面存在很大的问题,就是最终课程设计的验收往往只是随便问几个问题,根据学生的回答情况给出相应的分数。我们认为在这种考核方式下学生是在被动地完成任务,而不是进行创造性的思考,不能够通过课程设计有效地提升学生的创新能力。
2 加强数据库课程设计建设的几点措施
针对以上在数据库课程设计中存在的问题,我们结合本校教学研究实践,总结了以下几点措施。
2.1 引导学生树立严谨的学习研究态度
严谨的学习态度是培养学生的一个重要目标,他们在不久的将来要成为国家科技发展的脊梁,肩负着科技兴国的责任,一个没有严谨求实的研究态度的人,是不可能担此重任的,数据库课程设计中出现的应付了事、抄袭他人的现象,反映出学生学习浮躁、投机取巧的学习态度,这种现象的出现不是偶然的,具有一定的“遗传性”,它反映了一个学校近期的整体学习风气,从表面上看是学生的学习态度不端正,从深层次上看,这在一定程度上暴露了学科教师的科研治学态度问题。教师要求不严格,没有加以合理的引导,也会导致这一现象的产生。
所以,我们必须先从端正的学生学习态度,在教学过程中对学生进行学习研究以及科研工作的基本素养教育,这不仅促进了学生良好习惯的养成,更重要的是其在无形之中具备严谨、科学的学习研究态度,无论对他们课程设计的完成,还是以后的工作学习,都奠定了坚实的基础。
2.2 开放式教学方式,增强学习自主性与创造性
长期以来,在数据库课程设计中由于课时少时间紧,在选题上,大部分教师提供固定的题目供学生选择,这样可以更方便的进行指导与管理,但在另一个方面却忽视了学生的个性发展。每个学生对教学内容掌握情况不大一致,对课程的理解也参差不齐,所以有必要让学生自由发挥,自选题目,自由选择开发工具,只要完成所要求的设计内容即可。加入在数据库选择上,可以选择 SQL Server、Oracle、Mysql 等,在开发平台上,可以选择 Power Buider、Delphi、. net、J2EE,这些内容需要学生自己选择,老师尽量不去指定某个平台。这样学生的自主性、创造性可以更好地发挥出来。
在人员分工组织上,很多情况下还是一个人完成系统所有的开发任务,这种做法不符合实际情况,因为在公司里面几乎没有哪个软件是由一个人负责开发完成的。我们需要培养学生良好的合作、交流表达能力,而课程设计恰好提供了这样一个平台,在实际操作中,可以更具学生不同特点,合理进行项目的分组。比如,每个组里面各包含一个组织能力较强的同学、动手能力较强的同学、语言书写能力较强的同学,这样不仅可以发挥每个同学的长处,又可以避免有些组几个人都只擅长同一样东西,课题无法很好的完成的现象。另外,如果有条件,可以模拟公司的开发环境,组织每个小组进行团队开发,让他们掌握团队开发中的软件版本控制问题,这些都能为以后的实际工作积累很好的经验。
2.3 规范化课程管理的构建
在课程管理环节,建议采用了以下流程:确定选题,开题,中期检查,系统验收,课程设计答辩,提交设计报告。通过规范化管理模式,学生可以清楚的了解在什么阶段应该做什么,课程设计得以顺利进行。
确定选题要求学生根据自身情况,合理进行分组,确定题目,描述系统要实现的功能,为开题做好铺垫。
开题是整个开发过程中最重要的一环,我们要给学生以良好的指引。这个阶段要求学生对系统进行需求分析,确定系统边界,建立业务模型,对具体的业务流程绘出图表,确定各个业务功能模块之间的联系。之后根据系统的功能模块,进行数据库的概念设计,抽象出业务实体,进行数据库的概念模型设计,画出 E-R 图,描述各个实体的属性、联系。这是整个系统的关键,直接影响到后面的详细设计的完成。
中期检查是对学生上一阶段的设计情况作一个总结,解决开发中出现的问题,比如,小组成员之间的有效沟通,进度是否符合要求等。
系统验收是对完成后的系统的正确性、可用性、合理性及性能,实现的情况是否与初期设计目标一致进行的一个检查。这一验收结果是评价学生完成课程设计质量的主要依据,比如,系统是否能够完成基本的数据查询、更新,是否使用了视图机制保护数据库的安全,是否试用储存过程提高系统的性能,是否有完成的日志系统以保证系统具备良好的可维护性,系统界面是否符合操作习惯等。
课程答辩是对整个系统完成情况的一个系统的总结,也是最终评定课程设计成绩的重要依据。学生在此过程中可以提高总结描述能力,通过对整个开发过程的总结,对某些细节问题的回答,提高了学生的临场应变能力及口头表达能力。
2.4 考核方式的构想
在进行选题的开放性教学后,由于大家的选题不一样,开发平台不一样,最终系统完成的功能、效果不一样,很多老师会遇到一个共同问题就是如何对课程设计结果进行考核。根据课程设计的流程,我们可以分别在开题、中期检查、系统验收、设计答辩4个环节进行考核评价。由于各个小组完成系统功能的差异化相同的某项功能。开题考核占整个课程评价的15%,评价标准初步构想如下:
概念模型:E-R是否符合规范;实体属性师傅完整、恰当;实体联系师傅正确。(7分)
系统结构:系统设计整体思路师傅符合需求;难度、规范是否合理。(5分)
开题报告:开题报告是否符合规范。(3分)
中期检查主要是对学生进行课程设计进度的监督检查,目的是督促学生按照课程计划如期完成课程设计任务,检查的指标包括各种数据操作是否实现,系统功能模块完成情况。中期检查占整个课程评价的20%,评价标准如下:
各种数据操作:数据库连接;查询,更新。(10)
功能模块:模块划分是否合理;模块互操作是否实现;模块功能实现的程度;流程图是否正确。(10)
系统验收是对学生课程设计的主要评价,学生对整个系统开发设计的完成情况都体现在这里,我门主要对系统界面、功能实现、系统性能、创新点、帮助系统进行考核。占整个课程评价的45%,评价标准如下:
界面:界面显示效果;可操作性。((5分)
功能:正确性;实现程度;复杂性。(20分)
性能:稳定性;运行效率。(10分)
创新点:是否有创新之处。(5分)
帮助系统:完整性;操作是否方便快捷。(5分)
课程答辩是对整个系统完成情况的一个系统的总结,检查学生是否能够根据自身完成情况清楚流畅地介自己完成的工作,是否能够对老师提出的问题给出恰当的回答。占整个课程评价的20%,评价标准如下:
课题介绍:总结、表达能力。(5分)
答辩:正确性;实现程度。(7分)
课题评价:人员分工情况;团队合作情况。(2分)
课程答辩是对整个系统完成情况的一个系统的总结,检查学生是否能够根据自身完成情况清楚流畅地介绍自己完成的工作,是否能够对老师提出的问题给出恰当的回答。占整个课程评价的20%,评价标准如下:
课题介绍:总结、表达能力。(5分)
答辩:正确性;实现程度。(7分)
课题评价:人员分工情况;团队合作情况。(2分)
设计报告:课程设计报告是否符合规范。(3分)
技术文档:是否符合规范。(3分)
3 结束语
本文对数据库课程设计教学存在的几个问题作了深入的分析,提出了对学生严谨、科学、创新的教学目标,极大地调动学生的学习自主性,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新思维能力。几年来,我们在数据库课程设计教学中积累了丰富的经验,提高了学生分析问题和解决问题的能力,同时也提高了学生学习课程的兴趣和课堂教学质量,并将继续将其发展和完善,在教学指导方法上不断创新,并在其他课程的实验教学中逐步推广。
参考文献
[1] 陆慧娟. 数据库系统原理[M].杭州:浙江大学出版社.2004.
中图分类号:G642
文献标识码:B
文章编号:1672-5913(2008)06-0054-02
1“团队学习”教学模式的概述
“团队学习“教学模式是指将某个班级分成若干个团队,团队内成员互相学习,团队间互相竞争,发挥学习的主动性,达到共同提高的学习方法。它能充分调动和发挥教师的主导作用和学生的主体作用,能激发学生内心产生强烈的自主学习的愿望,学生的能动性、创造性能得到充分的发挥,能最大限度地发展他们的学习潜能。
2“团队学习”教学模式过程
(1) 创建团队。该班有32名同学,将全班分成5个团队,采用模5的方式产生团队,同时考虑学生的水平、性别等因素进行适当的调整,这样学生们的学习热情和积极性都会得到提高。同时,要求每个团队取一个尽可能具有想象力的团队名并选出组长,组长全面负责团队活动。
(2) 信息收集。各个团队针对成员的情况,通过讨论确定课程设计的题目,同时通过互联网查找相关知识,分析课题的要求和功能,形成课程设计任务书。再由教师根据任务书充分分析各团队学生的知识、能力基础,将课程设计要求与各团队的实际情况相结合,对任务书给予详细的指导。
(3) 合理分工。根据修改后的任务书,团队内进行讨论,由组长提议和队内成员自己要求相结合,进行功能模块的合理分工,明确每个团队成员的职责,让各成员都有事做,都有能力完成。
(4) 团队学习。课程教学过程中要求每个团队课后每周至少进行一次团队学习,一起预习、复习、讨论课堂讲授的内容和自学内容,并对老师布置的问题和学生自己的疑难问题进行讨论和记录,组长以讨论报告的形成反馈给老师,老师再和各团队进行深入地交流和探讨。
(5) 实验环节。老师对各团队及个别同学进行现场指导,指出需改正的功能和进一步可以加强的功能。
(6) 讲解演示。各团队通过充分讨论上台讲解内容,形成PPT文档,由组长负责介绍本团队各成员的分工,选题依据,功能模块,课程设计实施过程,完成的功能等情况,并演示所做课题的内容和功能。
(7) 团队评议。其他团队根据该团队的讲解演示情况,对其进行提问,由该组长负责答辩解释,等所有团队都讲解演示之后,由老师给出自己的评议。然后,进行各团队之间的评分,并给出名次。
(8) 设计报告。要求各团队根据整个课程设计的情况和所完成的功能,根据课程设计报告的要求,撰写相应的设计报告
(9) 各过程时间进度安排表。本课安排18周的课时,在开始的几周介绍课本内容和讲解课程设计的含义、要求以及应如何去完成一个课程设计,从第5周正式开始启动课程设计的安排,一直持续到第16周结束,具体时间进度安排如表1所示。
3“团队学习“学习模式的成绩评估方法
将每个学生的成绩分成团队得分和个人得分两部分,不仅可以引导学生达到团队内合作、团队间竞争的目的,而且也可以对小组的学习进行评价,做到教师评价和学生评价相结合,通过评价激发学生学习的积极性。
3.1团队得分
(1) 选题介绍和功能说明:占5分,由各团队互相评分,累加各团队的分数并给出名次,第1名得5分,第2名为得4分,依此类推,最后1名得1分。
(2) 中期模块演示:占5分,由各团队互相评分,累加各团队的分数并给出名次,第1名得5分,第2名为得4分,依此类推,最后1名得1分。
(3) 综合演示:占15分,由各团队互相评分,累加各团队的分数并给出名次,第1名得15分,第2名为得14分,依此类推,最后1名得11分。
(4) 讨论报告:占10分,由老师根据各团队每次提交的讨论报告的内容和所提的问题进行评分。
(5) 教师评价:占15分,由老师根据各团队在整个课程设计过程中的表现、所完成的内容和撰写的课程设计报告进行综合评分。
3.2个人得分
(1) 个人讲解和演示:占10分,由各团队成员讲解和演示自己在课程设计中所负责的功能模块的实施和实现情况,由老师来评分。
(2) 回答问题:占10分,老师根据各团队成员的讲解和演示提出相关问题,该成员负责回答,由老师根据回答情况来评分。
(3) 团队评价:占20分,由团队各成员互相打分。
(4) 个人总结:占10分,由老师根据各学生写的总结报告进行评分。
3.3总评得分
最后将团队得分作为整个团队各个成员的分数,再加上个人得分,形成每个学生的最终得分。
4“团队学习”学习模式的成效
(1) 有利于培养学生的协同竞争的素质。推行“个体突破、群体实现”的集体协作行为,在一个群体中只要一个人掌握了某知识和技术,就应该主动教会其他同学,建立“个人努力,群体成功”的群体意识,增强了学生的集体荣誉感、责任感。
(2) 培养学生的主动学习精神和自学能力。通过共同讨论、交流信息、共同分析所学的内容,提高了对本学科知识的运用能力,加深了所探讨问题的理解深度,强化了对此问题的长久记忆,也提高了思维技巧的运用能力。
(3) 实现知识共享。各个团队可以把所掌握的知识与其他团队进行交流,实现知识共享。
(4) 有利于学生个性的培养。通过团队中的优秀学生和团队之间开展的各项丰富有趣、形式多样的教学比赛活动,使学生在活动中增强了兴趣,优化了个性,有利于激发学生的进取心。同时通过上台讲解演示,培养了学生的组织内容、知识表达和口才演讲能力。
(5) 有利于教师获得及时的教学信息并及时进行调控。通过每一次的教学竞赛,教师能及时地得到反馈教学信息,改进教学与指导的方法,提高教学效果。而每一次的赛后总结,使学生能够及时、准确地进行自我评价,改进、强化、巩固所学的内容。
(6) 解决团队间不正当的竞争。为了解决各团队给其他团队打分时出现不公平、不公正现象,在团队得分方面加入了教师评分,占25分。
(7) 避免学生吃“大锅饭”现象。为了让每位同学都能在课程设计中真实地学到知识,发挥他们的潜能,而不是自己不干活占用他人的成果,故在个人得分方面加入了教师评分,占30分,加强了对偷懒学生的督促。
参考文献
[1] 周窦华. 小组学习中的常见问题与对策[J]. 课程教材教学研究,2005,(11).
目前,各大高校在复合型人才的培养上都加大了投入。应用电子专业课程设计是电子专业课程一个重要的环节,将所学的理论知识运用于实践当中。这不仅仅给学生一个动手操作的机会,也很好地将所学的知识运用到实践中,对于理论的理解也起到了促进作用。就目前高校扩招,在学生基础知识较薄弱的现状下,本文就应用电子专业课程设计提出一种普遍模式,且对目前现有的模式进行一个一个改进。对各课程的课程设计都有一定的实用价值。
一、课程设计的目的与要求
课程设计针对某一门课程,对学生进行综合性的训练,培养学生运用课程中所学的理论与实践紧密结合,独立的解决实际问题。
应用电子专业课程设计应到达如下几点要求:
1.综合运用电子技术课程中所学的知识去独立完成一个设计性课题
2.学会通过查阅资料、手册去培养学生的独立分析能力和解决实际问题的能力
3.学会电子电路的安装与调试
4.掌握电子仪器的正确使用方法
5.学会撰写课程设计报告和总结
6.培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度
二、课程设计的主要过程
(一)选题
教师可以根据自身具备的能力,紧密结合理论课程,从中选择一些题目予以公布,供学生们选择,题目的难度最好有档次的区分,以便不同能力的学生选择适合自己的题目,对于某些动手能力特别好的学生,可以由学生自己出题,教师把关就可以了。
(二)任务书的下发及开题
课题的任务指标必须能够实现。学生拿到任务书以后,下一步进行开题。开题是一个非常细致的阶段,教师应鼓励学生大量的去翻阅资料,鼓励学生对课题进行前期的调研,收集大量的素材。随后,学生根据收集到的资料及自身的设想,提出完成课题的总体方案和周密的计划。在这个阶段中,教师扮演的角色不是替代,在以往的教学过程当中,一些教师常会出现给定学生能实现的方案,学生就省掉了去查阅资料和提出方案的阶段,这样的教学效果只能助长一些学生的依赖性。
(三)学生设计阶段
在这个阶段,学生主要是利用实验室的条件和设备,根据已拟定的方案逐步完成任务,其中包括电路图的设计、元器件的选择、参数的设置、仿真等等。这个过程也是整个课程设计时间周期最长的环节,同时也是学生锻炼独立解决问题和解决问题的能力的阶段。教师在这个过程中给学生进行答疑,当学生遇到问题和困难的时候,给学生一个方向,让学生自己去解决问题。有些同学自觉性比较差,在这个过程中,教师应做好实验室开放的记录及答疑的记录,对学生这个阶段的工作进行监督。
(四)答辩验收阶段
教师可根据题目的难易规定好学生完成课题的时间,周期一般在2周到4周左右比较合适,要充分留给学生查阅资料、解决问题的时间。验收学生的作品,不仅仅只是验收作品制作成功与否,实际上,最重要的是让学生在这个过程中学到东西,达到我们的培养目标。因此,教师在成绩构成当中,应当考虑到几个方面,作品的完成情况、实验室开放和答疑的情和答辩的情况。
(五)课程设计总结报告的撰写
课程设计总结报告的撰写,是为日后的毕业设计甚至将来学术研究的论文书写打下一个基础,学生的撰写水平是靠平时日积月累的。报告的内容应与自身课题紧密相关,鼓励学生原创,尊重知识产权。查阅文献是工程人员必须具备的基本素质,参考文献综述应予以体现且应与时俱进。
三、课程设计教学改革
1.引言
模拟电子技术课程设计(模电设计)是电子类专业学生的第一门课程设计,它是模拟电子技术课程的重要和必要的补充。模拟电子技术课程设计的有效开展对加深模拟电子技术基本理论的理解,提高学生的设计能力、动手能力、软件仿真能力、总结报告能力及学生之间的协作协调人际交往能力都有一定的作用。总之,通过模拟电子技术课程设计课可以提高学生的综合能力。反之,模电课程设计流于形式,学生找一个简单电路焊接上应付了事,甚至电路都是别的学生代劳的。这不仅浪费时间,而且为以后的设计课程产生消极的影响,学生认为凡是设计类课程都可以混过去。并且课程设计导致消极学风,对学生专业课程的学习、职业技能的培养及未来的职业生涯都非常不利[1]-[3]。所以,研究如何搞好模电的课程设计是非常必要和重要的。根据我院多年的课程设计经验和自己的教学实践,我从思想上重视、加强过程管理、贯穿职业技能培养这三方面加强模电课程设计的教学。
2.思想上重视
课程设计是工程实践课,其目的不仅仅是巩固、深化补充和扩展理论课的教学效果,课程设计在提高学生的职业技能、工程素质和创新能力上起到关键的作用[4]。工程课程设计人数多上课分散,真正负责的教师的实际工作量比较大,如果教师责任感不强,学生不认真对待,课程设计就比较容易流于形式。首先教学管理部门应给予特殊的重视。教务处实践管理科应该亲自过问督促,亲自检查抽查学生的上课情况,并把意见和建议及时反馈给学院,以便及时纠正。建议督学对设计课程给予关注,及时提出宝贵意见。教学院长或系主任应全程跟踪管理。其次,课程设计之前要给学生开一次动员会,让学生明确课程设计的目的和意义,提出相应的要求。让学生在思想深处真正认识到课程设计的重要性和必要性,让学生积极主动地以极大的热情投入模电课程设计学习中。给学生开动员会,要求指导教师必须参加,让教师对课程设计给予足够的重视。
3.加强过程管理
(1)把好用人关(选择好指导教师)
教师的良好的工作态度和工作作风具有很大的表率作用,这对学生的素质有正面的影响,教师应该表现出认真、负责、严谨、周密的态度,在指导课程设计时在设计前的准备、设计中的管理及设计后的总结中都进行精心的准备、组织和安排。
选择好指导教师是非常重要的,它直接决定模电课程设计的成效。应选择对模电理论比较熟悉、实践技能比较好、责任心比较强的教师参加,不能因为要平衡工作量,而选用一些对模电理论不太熟悉、实践技能比较差的教师,这样做对学校、学生和教师都是不负责任的。这样的指导教师往往处于很尴尬的状态,学生也很茫然。学生作品出现实际问题教师不知怎么调,学生问的理论问题教师解决不了,只好硬挺或躲着学生。但这并不是说,年轻没经验的老师就不能上设计课。他们可以把模电理论好好复习,然后选择一些设计题目反复做一下,积累一些经验,经考核达到要求后再参加课程设计的指导。
(2)把好选题关
首先是审查指导教师所出的选题报告,选题报告应有明确的设计要求、设计目的和注意事项及所需的基本理论和主要参考书。题目应该是学生综合利用所学的模电知识,再利用参考资料能设计出来的,最好是有声光指示,可以提高学生的兴趣。但要力戒花哨,禁止超范围的设计题目,如利用数字电路做出的或者在网上等查处的高难度的电路。这样的电路学生只是照图焊接并未得到实益,教师和学生都不要有电路越复杂越好的攀比心理,要看学生是否得到实际利益,即要以有利于培养学生的职业技能和创新能能力为宗旨。选题的难度要有ABC等级,以适合不同水平的学生选做。选题也不宜过于简单,比如有的题目是设计输出电压为12伏的集成稳压电源,这样的题目仿真、焊接及报告两三个学时就完事,其他时间学生就浪费掉,学生在课程设计中也没学到什么东西,最多就相当于一次模拟电路实验。题目最好能综合放大、振荡、滤波、电源等模拟电子技术的基本内容,让学生有抓手,即所谓“跳一跳够得着”的内容,严禁过难和过于简单的题目。一个指导教师(或两位),所带的学生是一大组,一大组中的所有题目尽量涉及模电所有内容,以便学生互相交流,全面复习和提升对模电知识的理解。
其次是学生选题,原则上学生要在教师出的题目中根据自己的学习状况选择适和自己的题目,但学生可根据自己的能力和爱好自选题目,自选题目的难度要适中,经过指导教师的允许。同时也要注意的是以往课程设计只允许每个同学选一个题目即“单选”,但对于能力较强的学生应支持和鼓励他“多选”。同时要求一般学生不单单熟悉自己题目的设计方法,更要在课程设计期间熟悉其他学生的设计方法(至少熟悉同组的其他题目),可以不焊接电路只做软件仿真。总之,选题要切合实际、分量适当、理论性要求高、技术性要求适当。
(3)把好时间关
课程设计时间选择很重要,它关系到课程设计的质量。摸电课程设计可以选择集中时间停课进行,也可以选择不停课分散进行。集中停课进行可以安排在学期初,前三周进行。这样在上学期的期末就应该把题目布置下去,学生在假期可以对模拟电子技术进行复习、查资料、简单的设计等准备工作,开学就可直接进入正题。分散时间进行效果相对较好,缺点是战线拉得较长,教师投入的工作量较大。但如果真正把课程设计搞好,还是应该选择分散时间进行,如每周两个晚上连续12周。学生可以有充足的时间对自己的设计进行完善。
(4)把好验收关和成绩评定关
建立三级验收制度,即组内验收,年级统一验收,学院对各组抽查验收。验收时先由各组教师组织学生进行组内验收,然后由基础电子教研室组织年级验收,最后由学院组织抽查验收。这样可引起学生和教师的充分重视,使应付了事的学生大大减少。验收时可从选题的难度、设计的情况、焊接的质量、布局的好坏及原理的叙述和回答问题等方面进行。
实行两级成绩评定,即教师打分和学生打分。成绩评定工作很重要,它不仅能反映出学生设计的好坏,而且影响学生的积极性,对以后的设计课程会产生积极或消极的影响。要让设计好的学生得到好成绩,让不认真的学生不能蒙混下去。为此学生成绩可以由教师打分学生打分两部分组成,教师打分可占70%,主要有出勤成绩、报告成绩、作品质量成绩和学生对设计原理的叙述及回答教师提的问题。学生打分占30%,主要反映作品是否是自己做的及该学生在组内协作的能力。
4.贯穿职业技能培养
在模拟电路课程设计中要始终强调培养学生的基本技能的训练,如:原件识别与测试、常用仪器的使用、资料的查询和电路的仿真、焊接技术、基本设计能力、设计报告基本写作的训练及设计可行性论证的语言表达能力等。
(1)设计能力培养
选完题目后,学生可以根据题目的要求,选择合理的设计方案。方案确立后分组对方案进行讨论,每位学生都要对自己的设计方案进行论证,这样也锻炼学生的逻辑思维和语言表达能力,同时也可以是学生之间互相借鉴,取长补短,也对其他学生的题目的设计有所了解。教师要对学生的设计方案细致的研究,提出改进措施。
(2)创新能力培养
模拟电子技术课程设计要有真正的设计内容,哪管是其中的一部分,绝不能变成电路组装。如果学生只是按照教师给的电路或在网上找的电路进行组装,调试成功后上交一个作品,那就意义不大。作品必须是学生自己利用模拟电路的相关知识设计出来的,当然教师要给予相应的指导,而不能布置完题目就撒手不管。退一步说,即使个别学生按照现成的电路组装的,其中一定要再加一些自己设计的附加功能。否则就不能称得上设计,也不能培养学生的职业技能和创新能力。
(3)动手能力培养
焊接技术是实践技能的一项重要指标,指导教师首先要指导学生进行拆件练习,可用利用以往课程设计的废板。拆集成电路元件时可首先让学生练习使用传统的吸锡线,熟练后再练习使用吸锡烙铁进行拆卸。在正式焊接作品前,先指导学生利用旧板和拆下的旧件进行焊接练习,焊接出两个作品后再进行正式作品的焊接。焊接前应该指导学生如何进行元件布局。
(4)解决问题能力的培养
设计好电路,经仿真成功后就可以焊接调试。学生在焊接时往往有虚焊、漏焊、错焊等现象。学生没有经验,只能逐个元件地找,实在找不出来就只有重焊。重新焊接再不好使,学生就没有办法了,只有求助指导教师,这时指导教师往往代劳,帮助学生查出故障。这种做法是错误的,正确的方法是调试前就教会学生调试方法,教会学生如何诊断判断故障和排除故障,让学生自己调试,出现问题时教师给予及时的指导,这样可以使学生少走弯路,并且锻炼学生分析和解决实际问题的能力。调试完成之后,学生要及时总结分析问题的经验,提高对模拟电子技术课程设计的认识,为解决其他设计课中出现的问题奠定基础。
5.结语
课程设计是学生完成学习―构思―设计―实现的工程训练过,是培养工程师的最初步的训练内容。要做好模拟电路课程设计,需要先做好思想工作,让教师和学生充分重视,要制定一套严格的管理运行程序,选好教师选好题目,选择好时间,抓好三级验收、两极成绩评定和总结工作,这样才能保证模拟电路课程设计的质量,为学生后学设计课程起个好头,为学生创新能力和职业技能的培养奠定基础。
参考文献:
[1]孙晓云,张刚,杜云,刘东辉,梁国壮,韩建兵.电气信息类专业创新人才实验区建设的探索[J].电气电子教学学报,2010,32:46-47.
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[3]唐朝京,涂瑞斌,库锡树,李贵林,关永峰.电子信息类大学生创新能力培养体系建设研究[J].高等教育研究学报,2009,32:88-90.
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)03(a)-0101-02
电子技术课程设计是该校电气、计算机、信息类等相关专业重要的理论和实践综合设计环节,其教学效果直接影响着学生动手实践的积极性和创新性。该校传统的电子技术课程设计都是买成套产品让学生按图组装,焊接、调试,根据作品和报告给定成绩。这种传统方式的课程设计,学生的创新意识缺乏锻炼,学习兴趣降低,不利于培养学生实践动手能力和主动探索精神。为了提高我校实践教学效果,加强学生综合素质,又恰逢我院新进PCB板制作设备,电子技术课程设计引进了Proteus仿真,Protel原理图绘制和PBC制作,进行了基于“实际工程项目”教学改革,下面就以1 000 s秒表电路设计为例,介绍电子技术课程设计的实施过程。
1 课程设计选题
要想挑起学生动手兴趣,提高设计热情,学生亲自参与课程设计全过程,可以自拟感兴趣的题目,增强学生的自我意识和参与感。当然,教师给定的题目必须贴近生活实际,有较强的应用背景,与实验条件匹配,且不要限制太死板,要给学生发挥的空间。一般让学生提前一个月的时间选题,可以留充足的时间在网上购买元器件。秒表在电子产品中用到非常广泛,又较全面的覆盖了电子技术的主要知识点,现以1 000 s秒表为例,对该校电子技术课程设计进行了全面改革。
2 建立模块化设计思想
根据题目,上网查找资料,确定1 000 s秒表这个项目分4个模块。他们分别是基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器和计数译码显示部分。确定基本RS触发器的职能是启动和停止秒表工作;单稳态触发器为计数器提供清零信号;时钟发生器用555定时器构成,为计数器提供时钟信号;计数及译码显示是对时钟进行计数,并用数码管显示出来。确定好各模块基本功能后,通过查阅资料,熟悉相关理论知识,对各模块电路进行设计。
3 Proteus仿真
为了高效设计,对各模块电路分别进行仿真,即分别测试基本RS触发器,单稳态触发器、时钟发生器和计数器逻辑功能,待各模块电路仿真工作正常后,在将有关电路逐级连接起来进行测试,直到测试整个1 000 s秒表整个电路的功能,,最终的仿真设计电路图为图1所示。模块1为用集成与非门构成的基本RS触发器,它的一路输出为模块3的单稳态触发器的输入,另一路输出为与非门C(U1)的输入控制信号,按动按钮开关K2,则门A(U1)输出,门B(U1)输出,K2复位,和状态保持不变;再按动K1,则由0变为1,门C(U1)开启,为计数器启动做好准备,由1变为0,送出负脉冲,启动单稳态触发器工作。模块3的输入触发脉冲由模块1的提供,输出负脉冲通过非门B(U3)加到计数器的清零端,为计数器提供清零信号。模块2为用555定时器构成的多谐振荡器,是一种性能较好的时钟源。当基本RS触发器时,门C(U1)开启,555产生的脉冲信号通过门C(U1)作为计数脉冲加于计数器的计数输入端。模块4是计数显示部分。采用异步二-五-十进制加法计数器74LS90芯片,该芯片,先通过不同的连接方式,测试74LS90的四种不同的逻辑功能,然后把它工作于十进制计数的8421码状态。经过仿真,电路设计合理,仿真结果好。这种设计和仿真方法有利于检查和排除故障,保证设计高效、圆满完成。
4 绘制电路原理图和PCB板建立
为了更接近于工程实践,电路设计仿真好后,学生还需根据PROTEL软件进行原理图的绘制和PCB板的制作,设计PCB板时尽量自动布线后,再加上人工修改,这样使布线更合理。根据每个学生上交的PCB板文件,教师根据该院新引进的PCB板生产设备印制出学生独一无二的PCB板。接下来的工作就是焊接元器件和调试硬件电路,因为有仿真基础,大大减少了硬件调试时间,产品的合格率得到了很大提高。
5 全面的考核系统
建立完善的成绩考核系统是保证电子技术课程设计教学质量的关键。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。设计方案成绩重点考察学生是否认真查阅资料,独立完成设计方案与器件选型,按课题要求完成电路图设计,所涉及的方案是佛偶偶有创新性。在软件仿真成绩和硬件调试成绩的评定过程中,不仅要重视结果,而且要重视过程,通过提问等方式来进一步考核学生对于设计电路原理的理解和掌握程度,分析问题和解决问题的能力。总结报告成绩考察学生实验报告的规范程度,内容完整性,电路原理图和印制电路板图绘制的规范情况。
通过近几年的电子技术课程设计教学改革,激发了学生浓厚的学习兴趣,提高了学生的实践动手能力,培养了学生的创新精神、协作和配合能力,锻炼了学生的科技总结报告撰写能力,提高了我校电气专业学生的整体素质。为他们参加校内和全国电子设计大赛奠定了基础。
在科技高速发展的今天,电子技术在人们的生活、学习、科学研究等各个领域都得到了广泛的应用。因此在大学电子技术课程设计的教学过程中,教师如何教好,学生如何学好这门课程也成为值得我们探究的问题。
1电子技术课程设计介绍
电子技术课程设计是继“模拟电子技术”和“数字电子技术”课程的理论学习和实验教学之后进行的一个非常重要的实践性教学环节。课程设计的目的旨在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力的基础之上,能够综合运用所学知识进一步学习和掌握电子电路系统的分析、设计和实现方法[1-3]。我院电子技术课程设计是针对物联网工程专业开设的,该课程开设在第四学期,也就是大二的最后一个学期,而学生在第三学期刚学完模拟电子技术和数字电子技术基础课程。有了这两门课程做基石,给电子技术课程设计的顺利完成打下了良好的基础。接下来,以我院物联网工程13本1班的电子技术课程设计的教学实施为例,对该课程的实施情况进行分析和总结。电子技术课程设计的时间安排表。
2电子技术课程设计的实施过程
2.1确定题目
在教师的指导下,学生可以自主选择课题,并对课题的基本要求和扩展要求加深理解。然后,学生就要通过图书馆、网络等多种途径查阅与课题设计相关的资料,积累与课题相关的知识。物联网13本1班共有44人,教师组总共给出30个题目,每个题目都有扩展要求,虽然有一部分同学选做了同样的题目,但是同学们都对自己做了较高的要求,同样的题目采用了不同的芯片,最后制作的实物也不尽相同,比较圆满的完成了课程设计。全部课程设计题目如表2所示。前16个题目主要是采用模拟电子技术的知识来完成的,其余14个题目主要依靠数字电子技术的知识来完成。
2.2仿真电路设计
随着电子技术的不断发展,电子设计自动化技术(EDA,ElectronicsDesignAutomation)已经成为实用电路设计过程中不可忽视的重要手段[4]。现在流行的EDA软件有很多,比较常用的有Proteus、Multisim和EWB。EWB是其中相对简单好用的一种仿真软件,也是这次课程设计中学生们较为常用的一种软件。通过仿真软件的应用,学生可以对自己的设计思路进行验证,还不用担心损坏元器件。当设计好的电路能在仿真软件中达到预期的效果后,再进行实物的搭建就会事倍功半了。但是仿真软件也存在一定的问题,例如,在电路仿真时,二极管、数码管等器件即使不接限流电阻也不会烧毁,但是在实物搭建中如果也不接限流电阻,往往就会烧坏这些器件。这也是实物搭建过程中需要注意的事项。
2.3实物搭建
实物搭建是和仿真电路设计几乎同样费时甚至更为费时的过程。电路越复杂,实物搭建的过程就越长。因为条件所限,一部分同学设计的电路在面包板上搭建完成,一部分同学设计的电路通过实物焊接来完成。而在面包板上搭建的电路因为接触不良,导线连接错误等问题,常常会出现电路搭建好后却不能得到预期效果的情况。事后寻找错误原因时却并不那么容易找到问题所在。有时候寻找问题花费的时间往往比重新搭建一遍电路还要长。所以电路的搭建最好在一开始就细心认真,争取一次成功。
2.4课程设计评分
课程设计历经表1所示6个环节,评分时针对其中的4个主要环节,也即仿真电路设计、实物搭建情况、设计报告完成情况、答辩情况,分别进行评分,从而得到最终成绩。课程设计各环节占总成绩百分比情况如表3所示。最后要求学生提交仿真电路、设计报告和答辩PPT的电子版,以及打印好的纸质设计报告。
3总结
通过电子技术课程设计,学生们在2周的时间之内完成了一个实用电路的设计和实现,培养了学生正确的设计思想,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神;促使学生综合运用所学的电子技术知识对工程实际问题进行分析和解决。通过课程设计,使学生对于仿真软件的使用和电子产品实物的搭建、焊接能力得到训练和提高[5-6]。然而,在整个课程设计过程中也发现了一些值得思考的问题,希望在以后的课程设计过程中能够进行改进。
(1)题目难易程度不尽相同。
尽管题目组老师尽力使得每个题目都难易相当,但是还是存在有些题目容易些,有些题目难一些的情况。导致学生们完成的进度不一致,最后成绩评定不能完全公平。建议在以后的课程设计中,对于难易程度不同的题目设置不同的难度系数,这样在学生自由择题的时候就会慎重选择题目了。
(2)实物搭建方法最好统一。
采用面包板搭建简单的电路是非常方便快捷的,电路改错也很方便。然而当电路变得复杂时,面包板就不是最好的选择了。因此以后的课程设计可以考虑采用万能板来进行实物搭建,既锻炼了学生在万能板上进行实物电路搭建的能力,还能锻炼学生的实物焊接能力。虽然存在一些不足,但是学生们的收获依然很大。有的学生甚至表示:两周的课程设计做完,感觉自己收获的知识比一学期的理论学习还要多。虽然不排除有夸张的成分,但是也间接体现了学生在电子技术课程设计中确实获益匪浅,这也是设立这门课程设计的初衷和希望达到的目的。
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[4]徐晓霞.基于EDA的电子技术课程设计探究[J].电子测试,2015(05):148-150.
2课程设计组织与实施
我校环境工程专业共有两个班,课程设计分为四个大组,15人一组,每组由一名教师指导,承担一套装置的工程分析专题。课程组在已经完成的石油石化项目的环境影响评价报告书中,选取了10套典型装置的工程分析章节,经统一整理后设计成标准题库供课程设计使用。在课程设计开始之前,首先由指导教师进行石油石化类项目环评内容及要点的讲座,对即将进行设计的几套装置的主要特点进行简单介绍,对课程设计中可能涉及的问题予以提醒和澄清,从而使学生们掌握石油石化项目环境影响评价工程分析专题的编制格式及要点,在设计过程中能够做到有的放矢。然后由指导教师给学生发放相关装置的可行性研究报告,并布置前期工作要求:(1)查阅相关法律法规、环评导则及标准,列出工程分析专题所需的各项内容;(2)熟悉AutoCAD绘图软件的用法;参考装置的可行性研究报告,熟悉装置的工艺原理、工艺流程、污染源及污染物;(3)查阅石油石化装置物料平衡、硫平衡、水平衡的计算方法;(4)查阅石油石化装置涉及的污染治理措施。在设计过程中,各组每隔两天进行一次集体讨论和答疑,在讨论过程中,指导教师应鼓励学生把自己在课程设计中遇到的问题、解决的方法、收获体会以及不完善之处及时进行总结,同时教师利用提问等方式,及时掌握学生的设计进展和存在的问题。最终上交的课程设计成果包括装置的工程分析专题报告和应用AutoCAD软件绘制的装置工艺流程及污染源位置图。工程分析专题报告的具体内容包括:(1)装置规模及组成;(2)原料及产品方案;(3)工艺流程及产污环节分析(一图一表);(4)污染源源强分析与核算过程;(5)装置平衡性分析(物料平衡、硫平衡和水平衡);(6)装置的污染源、污染物及治理措施。
3课程设计过程中需要进一步完善的问题
3.1加强学生的读图能力和绘图能力
装置的可行性研究报告中给出的是装置的工程设计工艺流程图,而环评报告中需要的是装置的工艺流程及污染源位置图,重点关注工艺过程中产生污染物的具体部位、污染物的种类和数量。这就需要学生首先会读图,把工程设计工艺流程图中的设备及物料进出情况摸清,然后将流程进行相应简化,突出污染源分布情况,同时要保证流程的完整性,最后应用AutoCAD软件完成装置的工艺流程及污染源位置图。在课程设计过程中发现,有些同学在读图方面存在一定困难,而有些同学对AutoCAD绘图软件操作不熟练,绘图速度较慢。因此需要加强对学生读图能力的培养,培养学生的空间想象力,使学生具有较强的构思草图的能力,同时应指导学生掌握AutoCAD软件绘图的基础知识,这样才能保证课程设计的质量和效率。
3.2培养学生查阅文献的能力和创新的能力
学生查阅文献的过程中,不仅要高质量地完成老师布置的任务,还应拓展与课程设计相关的知识面,提高自身的综合素质,这不仅需要学生自己的努力,也需要指导教师的配合。教师应引导学生积极查阅资料和复习有关教科书,学会正确使用标准和规范,强化学生的工程实践能力。设计过程中鼓励学生多做深层次思考,综合考虑环保性、经济性和实用性,强化学生综合和创新能力的培养。同时,学生过于依赖互联网,对信息的来源往往缺乏考证,指导教师应加强这方面的督导,要强调信息的权威性。
3.3保证课程设计成绩评定的公平性
由于课程设计每组参与同学较多,指导老师有限,设计内容相同,造成部分同学以逸待劳,提交的课程设计报告和绘图存在抄袭现象。针对此问题,指导教师应合理分配学生的任务,保证任务的交叉性和独特性;应完善课程管理,根据学生讨论发言情况、文献查阅情况等,加大平时成绩所占比例,同时在课程设计完成后增加答辩环节,每组学生需要面向两位以上指导教师组成的评审小组进行汇报和答辩,从而断绝环评报告的抄袭现象,保证课程设计成绩的公平性。