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(1)使课程设计的手段和实验教学的内容变得多样化、彻底有效地贯通课程设计和实习教学。丰富课程的设计手段和实验教学内容,是构建多样化、立体全方位教学体系的核心基础,因此,我们应该从加强基础的能力入手,是创新的教学体系以整体的形式覆盖模拟、数字化电子技术的教学内容,同时综合电路设计的专业训练,此外还包含了编程逻辑的器件、CAD设计、EWB方针、单片机等创新技术的实验教学,通过这些来促动电子技术课程设计教学内容的特点开展,如在点在的元器件教学的内容上采取利用多媒体文档的形式和教师的实验课程内容相结合起来的教学方式;电子课程的设计环节采用上机的实际操作的教学和教师课前准备的教学材料相结合的方式;在电子产品的实践制作的环节上以学生的实际操作为主,以教师的教学材料为辅的方式来达到预期的效果;同时学生自主探索式教学和问题的情境教学的方法相结合,可以有效激发学生的自主学习、开拓创新以及动手实践的积极性,要注重课程设计与电工电子实习教学的方法相整合优化、有次序的关联起来,通过这些方法为学生构建出集电子技术设计,电路器件的测试、计算机的辅助的应用和设计、制版焊接的技术应用、系统的调试技术等综合技能于一身的教学体系。
(2)科学的编制电子课程设计和教学内容,大力推举开放性实验室的管理模式的完善建立,在编制课程设计的大纲环节上,我们应该充分了解电子技术课程设定的教学目标的定位,以新一轮的教学改革为指导方向,要充分注重教学的实践性、素质教育、自主创新,要突出对学生的自主创新的能力和实际操作能力的双方面能力培养,为学生制定出一系列的、分为不同层次的、不同渠道的实践训练课程,推动课程结构和其他科目的贯通,从而使电子技术课程设计教学能跟上时展的脚步,能满足社会主义市场经济对这样的人才需求。当今社会信息化发展突飞猛进,我们必须要用现代化的信息武器来武装自己,充分利用现代化信息技术的设备、教学材料和各种教学媒体进行模拟演练、虚拟实验练习并构建完善的电子技术课程设计教学题库,使这一教学具有科学、综合、实践、新颖、包含的知识量多、内容完善的特点,从而可以推动学生对研究电子科学的积极性。我们在编写课程设计指导书的时候,要对学生参与实践操作的环节加以充分的重视,让学生通过查询各种不同的资料,为他们提供自主创新、通过计算机软件进行模拟、接通电力原件、测试调试环节的依据,从而使学生在科学有效的指导下实现自主的实践的充分锻炼。
2结语
关键词:电子技术综合设计;实践能力;创新思维
1引言
随着石河子大学人才培养模式的不断改革,以及社会对高等教育培养具备实践能力、创新思维人才目标要求的提出,实践教学环节作为工科专业人才培养体系中的重要组成部分[1],成为当下大学生创新思维和创新能力培养的重要环节。电子技术综合设计是一门实践性非常强的实训类课程,是电子技术人才培养成长的必由之路。由学生自行设计、自行制作和自行调试电子电路,旨在培养学生掌握综合模拟、数字、高频电路知识,解决电子信息方面常见实际问题的能力,培养学生电子电路设计与EDA(ElectronicDesignAutomation)调试工具的使用方法,以及开展项目管理的基本方法。
2现状
以往的教学安排中主要侧重电子电路的设计和仿真,留给学生自己用于思考和设计的时间有限,设计基本停留在纸上和计算机上。因此,教学效果很难达到预期的教学目的。虽然学生在参加接下来的相关课程的课程设计、大学生训练计划、全国大学生电子设计大赛、毕业设计时理论分析能力得到提高,但实际设计和调试时却出现大量问题很难得到快速解决的现象。所以,这种教学模式不再适应目前新的人才培养方案对于电子信息工程专业提出的要求以及创新人才的培养。
3课程改革探索与实践
电子技术综合设计课程的改革与探索主要从课程教学目标、课程教学内容、课程教学实施、教学方法、考核方法和教学效果等几个方面进行。课程目标电子技术综合设计将学生已学过的电路基础、模拟电路、数字电路以及高频电路等课程的知识综合运用在该课程中[2],从而培养学生具备电子元器件的识别和选择,电子电路仿真和电路设计软件的使用,电子电路的分析和设计以及实际应用电路项目的开发、管理等综合能力,使学生切实经历从原来课本上的电路到EDA软件的仿真电路再到实际看得到、摸得着的电路的实现过程。该课程是对现有课程体系的完善和补充[3],帮助学生拓展视野,提升学生参加课外科技活动、校级SRP(StudentResearchProject)活动、国家大学生创新计划以及全国电子设计竞赛等专业竞赛的兴趣和毕业设计的质量与水平。教学内容课程的主要内容按照基本知识验证、专业知识综合、创新设计能力培养的原则进行安排,主要包括:常用电子元器件基础知识;常用电子测量仪表的使用;电路仿真软件的使用;印刷电路板的设计与实现;电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试;撰写总结报告、答辩等。1)常用电子元器件基础知识:主要讲解电阻、电容、电感、电位器、变压器等常用元件的区分,还包括一些电子常用术语,比如单面板、双面板、焊盘、焊接面、虚焊、桥接等。2)常用电子测量仪表的使用:包括万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的基本使用方法。3)电路仿真软件的使用:主要讲解电路仿真软件Multisim的使用。4)印刷电路板的设计与实现:AltiumDesigner软件中电路原理图的绘制和PCB图的绘制方法。5)电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试:对全班学生进行分组,四个人一组,每组一个设计题目,每组经过方案的提出、讨论、修改、教师审核、论证后设计出电路仿真图,仿真没有问题后设计PCB图,然后制成单面板进行元件焊接、调试。6)撰写总结报告、答辩:系统设计完成后,每组撰写总结报告,提出系统的优点和设计不足,以及设计过程中自己的心得体会,最后制作幻灯片进行课程汇报答辩。教学实施在完成各个教学内容时,课程采用项目驱动的方式使学生在掌握理论知识的同时,实践能力也得到不同程度的提高。整个教学过程分为4个项目进行,通过项目的完成,学生逐步完成课程的学习,综合能力也在不知不觉中得到锻炼。1)基本元件及电路测试项目。教学内容的前两部分讲解完成后,要求每个学生进行基本元件参数的测试、电路虚焊、双面板线路测试等。通过该项目,学生掌握电子元件与电路测试的基本方法和常用测量仪器的使用方法。2)电子电路设计和仿真项目。在该项目中,教师首先讲解电路仿真软件Multisim的使用方法,然后以实例设计一个两级晶体管放大电路。在此过程中,教师从元件参数的选取、放大倍数的计算、系统测试和修改等方面给学生进行讲解。讲解完成后,学生参考实例设计一个放大倍数不同的晶体管放大电路作为练习。练习完成后,全体学生设计一个波形发生电路用来产生方波、三角波信号。学生设计过程中可相互交流,碰到问题可询问教师,最终完成项目预期目标。该项目完成后,学生可以掌握电路仿真软件的使用方法和电路设计的基本原则。3)电子电路制板与焊接调试项目。前两阶段的项目完成后,教师讲解电路制板软件AltiumDesigner的使用方法和手工腐蚀法制作单面电路的流程,讲解和制作过程以上一个项目中的两级晶体管放大电路为例,讲解的过程中学生如果有问题可随时提出,教师进行解答。最终要求学生自己实现一个两级晶体管放大电路的印刷电路板的绘制,以及电路的腐蚀、焊接、通电调试。通过该项目,学生掌握了电子电路从书本的理论知识到实物实现的过程。4)综合设计与总结项目。学生按学号进行随机选题,题目内容涵盖模拟电路(如连续可调直流稳压电源)、数字电路(如循环彩灯控制器)、高频电路(如小信号阻容耦合放大电路设计)。题目选定后,题目相同的学生分成一组,组建项目小组。项目组成员提出设计方案,经过理论论证,设计完成仿真电路和PCB电路,然后采用手工腐蚀法实现电路系统的板面布线,最后进行元件焊接和调试。系统完成后,整个课程基本接近尾声,每组学生要对自己的设计方案进行汇报答辩。通过该项目,学生掌握了复杂电路的设计与实现,以及团队合作完成项目设计、管理、总结的过程。教学方法课程的教学方法,打破传统理论课程完全靠教师讲授以及实验课程以学生动手为主的模式,采用教师讲授、项目训练、学生参与设计和讨论、分析讲解和答辩的形式。学生有机会表达自己的观点和设计思路,充分调动积极参与的兴趣。考核方法课程的总评成绩由5个部分组成:考勤10%+课程表现10%+项目完成情况30%+课程答辩情况20%+课程报告30%。新的考核标准打破原来课程总评成绩主要由平时成绩、设计成绩两部分组成的模式,主要以学生在教学实践活动中的参与度和完成度作为考量,注重学生实践能力和综合能力的培养。教学效果经过两周的项目驱动训练和实践环节的总结,学生对于测量仪器的使用更加熟练,对常用电子元器件的选用和封装了解得更为清楚,对电子电路的设计和实现更加有信心,分析问题、解决问题的能力得到了很大的提高。
4结论
课程改革和实践在石河子大学电子信息工程2012级、2013级和2014级为期两周的电子技术综合设计课程中进行,学生对于课程内容安排和各个环节的设计比较欢迎,加大了学生创新思维和创新能力的培养。课程实施的整个过程侧重基础能力培养,将项目管理理念贯穿整个课程的始终,加大创新能力的培养。学生在后续的毕业设计和课外科技活动中凸显了较强的实践和创新能力。
作者:周涛 张锐敏 刘巧 李栓明 钟福如 单位:石河子大学信息科学与技术学院
参考文献
[1]吴大鹏,黄沛昱.“电子系统综合设计”课程建设探索[J].电气电子教学学报,2014,36(6):41-43.
西方发达国家从中小学教育开始就注重培养学生们的学习兴趣和动手能力。在美国,家庭常备有用做实验室的房间,父母从小就注重培养孩子的实践能力和兴趣爱好,在这方面有投资预算,给孩子们一个认识自我、发现自己兴趣所在的平台。在英国,课堂的教学内容经常延伸到教室外,比如上植物学课程就带领学生们去观察各种植物;上历史课,就几个学生组成一个组演绎历史剧情,每次课的内容是充满实践的,学生们也并不感到疲惫,教师在必要的讲解后主要是学生在完成实验或者项目,让学生用所学知识解决实际问题,在用中学习。这些先进的教学理念值得中国教育工作者们借鉴。
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。
四、总结
关键词:课程设计;实践;教学研究
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
0引 言
随着科学技术的飞速发展,实践动手能力对高校的学生越来越重要。为了提高学生的动手能力,加强对科学知识及操作技能的培养,很多高校都开设了重要课程的课程设计教学环节,例如:模拟电子技术课程设计和数字电子技术课程设计等。其目的是使学生通过课程设计的学习,为以后的课程、实验、毕业设计以及从事相关工作奠定坚实的基础,提高学生的动手能力、创新能力和工程素质。对大学教师而言,指导好课程设计对于教学具有重要的意义。
1大学教师指导好数字电子技术课程设计教学环节的重要意义
1.1加深学生对重点课程的理解。
在教学中,不是每门课程都进行课程设计,只有重要的课程才能安排课程设计的教学环节,所以通过课程设计能使学生对重点课程有更深入的了解和掌握。
1.2提高学生的动手能力、实践能力。
现在的大学教育已经由学历教育向素质教育转变,对于学工科的大学生而言其动手能力、实践能力是学生应该具有的重要素质之一。而课程设计不同于理论课教学,它需要学生亲自动手操作和实践,这样才能够培养学生的动手能力和实践能力,同时也提高了他们学习的兴趣。
1.3提高学生的创新能力。
通过课程设计的教学环节, 更要培养学生的创新精神和创新过程、创新方法及团队合作的意识和能力。
2指导学生进行数字电子技术课程设计的方式和方法探讨
大学教师在课程设计中是教学的主导者,学生是课程设计的主体,所以大学教师在指导学生课程设计的过程中一定要注意引导性,要特别注意课程设计内容的选择、指导学生课程设计的方式和方法、学生课程设计的评分等。
2.1首先是课程设计的内容。
在进行课程设计之前,教师一定要进行内容的选择。课程设计的内容选择很重要,一定要体现出以下几个方面:
(1)注重实用性。大学教师选择课程设计的内容一定要把理论课程的理论和现实的应用结合起来,注重本门课程在工程当中的实用性,让学生感觉到我们的理论和实际结合得很紧密。
(2)注重创造性。大学教师选择课程设计的内容一定要给学有余力的学生发挥、自己创造的空间,让学有余力的学生在课程设计中自己发挥创造。
(3)注重新颖性。大学教师选择课程设计的内容要不断更新,紧跟时代步伐,具有新颖性,不要一个内容一做好几届,一定要推陈出新。
(4)注重趣味性。大学教师选择课程设计的内容还要有趣味性,俗话说:“兴趣是最好的老师”,设计的内容有趣味,自然就吸引学生更好的去学习和制作。
2.2其次是大学教师在指导学生数字电子技术课程设计的方式和方法。
(1)要充分利用多媒体资源。在对课程设计进行之前,教师一定要进行相关知识的讲授,要让学生先看一些录像资料,使学生对先进的相关知识有一些感性的认识,能够调动起学生在课程设计的积极性和主动性。同时教师也要根据相关的内容,利用国际互联网参考大量的国内外教学资源,选其精华用于我们的教学,则教学效果会好很多。通过多媒体介绍大量的事物,这样的感性认识一定能激发学生的理性思考,因此在课程设计中应注意把学生的观察能力的培养贯穿其中。
(2)课程设计中要体现创新性。一定要在课程设计中讲授创新思路、方法步骤、使学生了解: 什么是创新,创新的一般工作程序和步骤, 如何评估产品的新颖性、创造性,实用性。培养学生在课程设计中的创新意识。
(3)课程设计的组织。学生可以根据兴趣创新原则自由组合, 分组团队作业, 提出课程设计的具体技术方案。教师必须首先向学生介绍团队合作的一些基本的思想、原则、技巧和方法, 并在设计时对合作中出现的问题进行正确的分析和指导。
(4)综合点评, 根据设计内容确定课程设计的方案。选取学生提交的优秀的课程设计方案若干, 并根据课程要求和教学目的,指导学生选择创新课程设计的题目, 完成教师指定的具体设计工作, 例如: 电子产品参数的确定、设计说明书、产品使用说明书等。同时课程设计教学注重的是学生动手操作、学生实践技能的培养,教师讲解、点评的时间应该有限, 如何在有限的时间里让学生掌握课程设计中的内容,关键在于教师的详细讲解和点评,教师在进行讲解时,应配以生动的解说,熟练而规范的操作,让学生们看得清楚,听得明白,想的深刻,记得牢固。同时在点评中用启发性,指导性词句, 将学生的思维引导到关键部位和主要问题上来,创设问题情景,激起学生的求知欲望,激活学生的思维,要解放学生的口、脑,鼓励学生勇于对课程设计提出问题,敢于标新立异,使学生在讨论、解决问题的过程中,掌握知识、获得方法、形成能力。
(5)课程设计产品的实现。利用学校各种实训中心和实验室的资源, 实施课程设计产品的制造, 学生动手自己操作完成,熟悉工作程序。
(6)在课程设计的产品制作过程中,师生之间、学生之间应进行平等交流。教师要鼓励学生充分自由地发表自己的见解或提出质疑, 并通过实验大胆地进行各种探索, 不断激发学生的创新意识和创造潜能。教师应尽量培养学生敢于质疑、善于探索、大胆实践的精神, 将课程设计由被动的设计转变为主动的创新型课程设计。教师要经常鼓励学生不要因一两次错误而气馁, 更不要因一两次失败而放弃, 要耐心启发学生认真分析课程设计中的错误或失败的成因, 使之逐渐形成百折不挠的科学探索精神。课程设计中产品的制作过程中出现的问题一般由学生独立解决,以锻炼学生独立思考和解决问题的能力。对于学生普遍存在的共性问题,教师要进行集中指导、讲授。
(7)总结答辩。学生以分组团队的形式参与答辩, 共同探讨设计过程中碰到的问题, 总结工作程序和团队合作中存在的问题, 明确是如何合作完成一个设计题目的。
2.3大学教师在指导学生课程设计中一定要建立一个好的评分标准,这样可以提高学生学习的兴趣,激发学生的学习热情。评分标准中一定要注意以下几个方面的考查:
(1)出勤率的考查。
(2)课程设计产品实用性、功能性的考查。课程设计的产品一定要可以使用, 并且能够产生积极效果, 此项可以作为主要评分依据之一。
(3) 创造性考查。在课程设计中采用的元件及组合比现有技术是否有实质性的进步, 这可以作为参考评分依据。
(4) 新颖性考查。学生通过专利检索、查阅学校图书馆现有的资源, 了解查阅相关设计产品的参数、性能。
(5)课程设计论文的考查。论文的撰写格式要正确,方案设计的思路要清晰、明确。此项可以作为主要评分依据之一。
3综述
改革传统教学, 探索创新型的教学方法是目前大多数学校教学改革中的重中之重。对数字电子技术课程设计的教学效果, 其成效取决于师生双方的共同努力, 而对其重要意义、可行性的认识, 具体的教学方法和方式至关重要。大学教师只有在实践中不断探索, 认真研究和总结经验, 才能使课程设计的教学效果达到预期的目标,才能不断提高我们的教学质量。
参考文献:
[1]元泽怀,李廷洪 .《电子工艺实习》课程教学改革实践[J]恩施职业技术学院学报,2007,(01).
关键词:数字电子技术实验;开放性实验室;实践教学改革
中图分类号:TN79 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)32-0058-02一、引言
数字电子技术是一门理论性和实践性都很强的课程,其实验是电子信息类专业的一门专业基础实验课程,担负着巩固理论知识,培养学生动手能力和创新能力的重任,在专业教学中具有举足轻重的地位。但由于原先的培养计划是将三大电路即《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》的实验作为一门课程——《电子技术基础实验》,放在第五学期开课,和该课程不同步,实验教学效果不甚良好。实验内容主要以演示性、验证性为主,为做实验而实验,学生兴趣不浓,学习被动,缺乏实践能力和创新能力的开发和培养。
为此,近两年来在学院和系领导的支持下,我们对数字电子技术实践教学进行了多方位的改革,主要是建立开放性实验室、实践教学体系和教学内容、实施办法的改革。
二、建设开放性实验室
开放性实验室是高等学校从事实验教学或科学研究、生产试验、技术开发的教学或科研实体。我们根据电子、信息类专业的特点建设了电子技术创新实验室,包括线路板制板室、电子产品制作室和调试室,主要设备有计算机、示波器、信号发生器、电源、仿真器等。该实验室的建立、运行和实施,对电子信息工程专业的实验教学改革起到了积极的推动作用。
三、实践教学体系的改革
基于开放性实验室,我们构建了《数字电子技术》课程的实践教学体系。首先调整数字电子技术实验与课堂教学同步进行,并精选实验教学内容。实验内容以基础实验、设计性实验为主,基础实验是初学者理性认识与感性认识相结合不可缺少的入门教学环节,设计性实验是理论与实践相结的进一步深化。其次强化专周课程设计,在设计性的要求上,改变传统的一个班级用一个单一的设计题目的方式,采用给定几个题目,由学生自由选择感兴趣的题目进行设计,并且同一题目也要求每个学生的设计有不一样的地方。例如:设计数字频率计都要用到计数器,但每个学生在选用计数器的芯片型号就可不同,在具体实施的过程中,就要求学生独立查阅资料,提出设计电路,合理选择所需器件,最后安装调试,测试电路指标,并完成实验报告。另外,鼓励学生自主命题,自主创新,只要达到本课程设计的要求就可以,对完成出色的学生给予加分等。第三,在理论课堂教学中引入仿真软件,对各类芯片的功能进行演示,并要求学生可以利用自己的电脑进行各类电路的仿真,解决学习中遇到的一些问题。第四,构建立体化数字电子技术实验教学资源,进一步完善实践教学手段,利用开放性实验室,引导学生积极参加学院的学生科研和开放性项目的科技创新活动。
四、实践教学的实施
1.实践教学安排。根据数字电子技术课程的教学计划,制定出相应的实验教学计划,实验课时数为21学时,占总课时75学时的28%,共安排7个实验,分别为常用电子仪器的使用、与非门的测试、组合逻辑电路、集成触发器、计数、译码、显示电路、555集成定时器和篮球竞赛24秒定时电路。数字电子技术课程安排在第二学期,在模拟电子技术之前,和电路分析同时开设,是我们学生的第一门专业基础课程,也是学生第一次接触本专业的硬件电路实验,所以第一个实验安排了常用电子仪器的使用。
专周课程设计采用一人一组,安排在第四学期,共34学时,实验1~8每次安排4学时,实验9安排2学时,共计34学时,每周安排两次实验,连续5周完成。结合模拟电子技术设计并制作一个完整的电路作品。
仿真实验和实验室开放性项目主要安排在课外,由教师提供Proteus仿真指导书和电子产品指导书,由学生根据自己的兴趣爱好,利用课余时间自己主动完成。
2.实践教学要求。除严格要求学生遵守实验中心的实验操作规程及有关规定外,在实验课上先进行讲解、示范,然后要求学生独立实验、独立调试、独立验证。教师以启发、引导为主,鼓励学生相互讨论。对基础较好的学生,鼓励他们在做好基础实验后,再对思考题或自己设计问题进行实验;对动手能力较强的学生,强调联系理论解决实际问题;而对实验能力较差的学生,鼓励他们独立解决问题,培养他们的实验兴趣。
专周课程设计要求学生通过一个完整电子系统——如数控电压源的装配和调试,培养学生电路焊接、装配、调试和测量等方面的基本技能和方法,了解并掌握该电路的基本原理。本课程严格执行预习检查制度,凡预习未通过者不得参加实验。三次及以上未参加实验者无资格参加验收考核。
在开放性实验室,学生可以根据自己的兴趣爱好利用课外时间制作电子产品,以学生自我管理为主,教师提供相应的专业指导。另外由教师申报学院开放性项目立项,根据“关于开展瓯江学院实验室开放项目申报工作的通知”,填写《温州大学瓯江学院实验室开放项目申请书》,内容要充分考虑学生的专业基础和特点,是实验课内必做实验项目的延续和提高,合理安排开放项目的内容和难度。学院对项目的立项、经费资助、实施过程管理、教师工作量补贴、验收等环节都有明确的规定。实验室开放项目的立项有利于科技创新与竞赛项目的培育,有利于学生申请专利和软件著作权项目的培育,有利于学生创新意识和创新能力的培养。
3.实践指导书。由于该实验课程国内外优秀教材较多,基础实验的实验指导书选用经典的国家优秀教材——陈大钦主编的《电子技术基础实验》第三版。我们根据实验内容和要求,每个实验制作相应的教学PPT,实验后,要求学生认真撰写实验报告。
专周课程设计的指导书由教师自编。包括课程介绍和制作任务说明,课程介绍由课程简介、课程教学实施、课程成绩评定、综合实验报告或论文格式及要求等部分组成。制作任务说明由实训任务和要求,实训目的、各单元任务内容以及有关参考资料等组成。
教师在课堂理论教学时,为了更好地理解一些中规模集成电路芯片的功能和作用,与实际应用结合起来,对部分芯片或电路进行仿真演示,使学生通过感官认识提高教学效果。教师在教学中积累了丰富的Proteus、Mutisim仿真电路,形成仿真实验指导书,提供学生利用课余时间在自己电脑里学习。
电子产品指导书由教师自编,共约20个电子产品制作指导,如数字频率计、数字电子钟、数字电子称、红外数字转数表、超声波测距仪等,每个产品制作指导包括设计要求、设计提示、设计参考电路、元器件清单等。学生可以根据自己的爱好选择电路,利用课余时间在开放性实验室制作。
4.实践成绩评定。实验成绩由平时实验成绩、实验报告成绩组成,为了全面、客观、公正地反映学生的学习情况,各项成绩所占比例分别为平时成绩占50%,主要由出勤率、实验态度、实验操作规范和实验成功率等内容组成。实验报告成绩占50%,成绩依据学生实验记录、实验内容完成情况及实验报告质量等情况。实验成绩总分100分以20%计入本课程成绩。
专周课程设计将通过严格验收考核对学生实训效果进行等级通过认定。等级通过认定包括验收和考核两个环节,实验完成后进行作品验收,通过验收后进行考核,考核通过则可以参加成绩评定。对未通过验收的将可以参加两周—次的多次验收,连续2次仍未通过验收,原制作电路作品收回,再重新自行安排时间重做,并参加多次验收。学期结束还未通过验收的为不及格。对未通过考核的将可以参加两周后补考,补考未通过的为不及格。课程成绩包含实验态度、设计及制作、功能及性能测试、综合实验报告或论文四部分。满分100分,其中实验态度占10%,设计及制作占40%,功能及性能测试占20%,综合实验报告或论文占30%。
实验室开放性项目立项的根据学院的“通知”精神,需要组织验收,合格的根据学生实际参与时数授予1~2学分。
五、结语
经过几年的努力,数字电子技术实践教学形成了体现独立学院特色的多层次的教学体系。提高了基础实验的课堂教学效果,强化周课程设计的要求和管理,为学有余力的同学提供了良好的平台,使他们有效地提高了运用所学知识解决实际问题的能力,充分调动了学生的学习积极性,教学效果明显提升。
参考文献:
[1]陈大钦.电子技术基础实验(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2010.
[2]彭介华.电子技术课程指导[M].北京:高等教育出版社,2008.
关键词:电子技术;课程设计;教学改革
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).
[2]李志强,等.数字电子线路课程设计的教学实践[J].西北职教,
1采用模块化合理设计现代电子技术课程体系
设计的模块化现代电子技术课程体系框图如图1所示。该课程体系大致分为三大类模块:基础电子技术模块、专业电子技术模块和实践模块。其中基础电子技术模块包括:电路原理、模拟电子技术、数字电子技术。现代电子技术模块包括:微机原理/单片机、EDA技术。实践模块包括:电工电子技术实验、基础课程设计、专业课程设计、开放创新实验室、学生科研与竞赛和毕业设计。该课程体系的特色在于:强化实践模块,通过多种途径,为学生创造电子技术实践和提高的条件,强调培养学生工程实践能力、创新意识和创新能力,建立学生从基础课学习到社会就业的直接通道。
2完善现代电子技术精品课程建设
按照精品课程评估体系扎实推进课程体系建设,具体包括:
2.1推进课程教学基础建设和教学实践平台建设
完成课程教学大纲、教案、多媒体课件、教学参考书、网络教学资源、课程建设与管理规划、实践教学设计、教学质量控制控制等基础性工作;并按照有关要求,建设了课程网站,优化资源配置的教学模式。建成省级电子信息实验教学示范中心1个、省级机电工程实验教学中心1个、省级电工电子基础实验平台1个,校级开放创新实验室1个,建成6个校企联合实验室和多家校企合作实习基地,拓展了学生进行电子技术设计实践平台。
2.2推进课程教学内容建设 突出知识的应用性
按照“分立元件起步,集成电路落脚,突出技术应用”来组织教学,努力提高学生的综合素质和创新能力。根据电子技术的飞速发展的客观实际,教学内容以集成电路为重点,重外部特性,轻内部结构;重实用电路,轻基本电路;重技术应用,轻理论分析;把电子技术的新概念、新器件、新设备溶入课堂教学中去;突出技术性、应用性,引入新技术、新器件,正确、妥善处理传统内容与新知识、新技术之间关系,对教材内容的精选要遵循“少而精”的原则,教材水平应保持与本学科发展相适应的科学水平。
2.3形成“一体化,多层次”的教学体系
通过对传统的电子技术实验课进行优化、整合,分阶段开设基础板块、提供板块、拓展板块3组系列,并增加“创新实验”和“开放实验”,既体现不同层次的差异,又形成一个有机整体,突出了“基础、提高、综合、创新”的特点。将原有以电子技术理论课程教学为主体,变为理论教学与实验教学并举,验证性、应用性训练与创新性训练并举,从原来被细化的按专业方向培养学生,变为按一级学科特点培养人才。
3创新教学方法 更新教学手段
利用现代化教育手段,设计多媒体课件,开展课堂演示实验教学,创新教学方式。通过应用EWB,MATLAB和Multism软件,制作了电路原理、模拟电子技术和数字电子技术演示实验软件,并课程教学中新增了演示实验环节,使抽象的理论变得形象,加深了学生对知识点的理解,增强学生对实际应用知识点的感知力。通过引人电子设计自动化工具软件,形成“电子仿真工作平台”,对现成的组合逻辑器件及时序逻辑电路进行功能验证,提供简便快捷、准确有效的实验手段,可以丰富教学内容,更新课程的教学思路,提高课程的实践性与应用性。另一方面,也可以借助计算机网络环境,将数字电子技术课程教学资料(例如:课件、讲义、教案、辅助教学材料、试卷等)上网,使其成为共享的资源,能促进数字电子技术课程的交流和改革。模拟仿真突破了教学难点,具有化繁为简、化难为易、化抽象为具体的功能。
4以开放创新实验室为平台 加强第二课堂实验基地建设和指导
4.1建立开放创新实验室和校企联合实验室
为学生搭建良好的电子技术实践和创新平台学生通过项目申请,进入开放创新实验室;实验室则为学生提供电子技术实践场所、仪器设备、元件耗材,并由相关的老师负责指导。具体做法是:首先,每学期开学初,学生向实验室提出申请;其次,经指导老师审核、实验室管理老师批准,申请获得通过后的学生将进入创新室,借用仪器设备(如:计算机、示波器、直流电源、信号发生器)搭建自己的实验平台;学生可以根据自己电子系统设计的需要,使用实验室中的电子设计设备,如打印机、转印机、铜板腐蚀剂、钻台等公共设备,并申请常用的电子元器件。同时,常年有课题组教师负责创新实验室学生的辅导。在学生座位的安排上,将高年级的学生和低年级的学生进行穿插安排,充分调动学生自主学习的主动性,让高年级的学生起到良好的传帮带的作用。创新实验室为学生提供了一个良好的实践平台,极大地提高了学生实践与创新能力。
4.2利用每年暑假时间 进行大学生电子设计竞赛培训
以全国大学生电子设计竞赛为切入点,举办电子设计培训。培训的重点放在实践能力提高上,注重实践训练,弥补理论教学上的不足。根据竞赛征题要求及历年竞赛试题,培训内容采用基础平台+模块化训练。其中基础平台主要内容包括:传感器、放大器、振荡器、运算放大器、调制与解调、数字电路、单片机小系统。模块化训练主要内容是历届竞赛试题和本年度的模拟试题,具体类型有电源、信号源、无线电、仪器、数据采集与控制类。实践证明,这种培训模式是行之有效的,能迅速提高大学生的动手能力,培养其创新意识和协作精神。
5加强学生科研引导和毕业设计建设 提高创新能力
5.1引导学生申报各类科研项目
鼓励学生申报校团委科研项目、省级和校级大学生创新实验项目,并为学生项目立项和项目实施提供指导。
5.2加强学生科研引导和毕业设计指导
以毕业设计形式或课程设计形式,引导高年级学生参与电子技术类产学研项目,锻炼学生解决实际问题的能力和创新能力。学生通过独立完成课题的设计、制作、调试和实验分析,锻炼分析问题和解决实际问题的能力,促进创新意识、创新能力和工程实践能力的培养调,提升适应未来工作的自信心。近年来,有多名大学生通过参与教师与企业间的项目合作,得到了良好的锻炼,毕业后直接到企业就业,成为技术骨干。
6改革成效
6.1电子技术类课程教学质量显著提高
改革后的电子技术课程在授课内容、教学方法上都有了明显的进步,课堂互动性增加,学生的学习兴趣提高了。项目实施以来,电子技术相关的课程授课效果良好,在期末测评中获得同学们的好评,有多位教师获得省级、校级教学名师称号。
6.2学生电子技术实践和创新能力显著提高
各类科技创新活动取得佳绩项目组依托开放创新实验室,通过暑期的大学生电子设计竞赛培训,每年完成约100人次的电子技术设计培训;每学期指导进入开放创新实验室和校企联合实验室的学生约60人,四年来累计指导学生约400人次;指导的大学省级创新创业实验项目、校级创新实验项和团委科研立项目60多项;四年来,本项目组成员指导大学参加了全国、全省大学生电子设计竞赛,获得各类奖项32项,其中一等奖6项、二等奖11项、三等奖15项;指导的学生分别获得2009、2011和2013年福建省大学生课外学术科技作品竞赛二、三等奖。
6.3学生毕业设计课题完成质量显著提高
通过现代电子技术课程体系改革,学生对新技术的掌握和实践动手能力都应该比以前有所提高,这部分学生在毕业设计中就可以做一些难度较大、有实用意义的课题。四年来,指导约200名大学生开展与电子技术相关的毕业设计,取得良好成绩,近30位同学获得校级优秀毕业论文。
6.4获得社会的广泛关注和用人单位的好评
几年来,以开放创新实验室和校企联合实验室为平台的现代电子技术课程体系,培养了一大批实践能力强、创新意识强、具有团结协作精神的大学生,这些学生毕业后能胜任与电子技术相关的技术工作,成为公司的技术骨干,获得用人单位的好评。
7结束语
关键词:汽车电子;电力电子;教学改革
作者简介:吴晓刚(1981-),男,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,副教授;周美兰(1962-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,教授。(黑龙江 哈尔滨 150080)
基金项目:本文系黑龙江省高等教育教学改革项目(项目编号:JG2201201107)、哈尔滨理工大学高等教育研究重点项目(项目编号:A201200004)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0098-02
随着汽车产业的发展,电子技术在汽车上的应用已成为汽车设计研究部门考虑汽车结构革新的重要原因。在国外,平均每辆汽车上的电子装置在整车成本中占20%~25%,一些豪华轿车上装有40多个微处理器,有的汽车电子产品甚至占整车成本的50%以上。许多汽车制造商都认为,增加汽车电子装备的数量,促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的有效手段。[1]
在对汽车电子技术的教学研究中,文献[2]提出优化“汽车电子与控制”配置课程的内容、改革结构体系、改革教学方法和手段、加强实验建设和课程设计环节等改革思路。文献[3]分析了“汽车电子控制技术”课程在理论教学和实践教学方面的问题,提出了灵活多样的理论教学改革方案和采用项目教学法等加强实践环节教学的建议。文献[4]介绍了汽车电子控制技术课程精品实验项目的设计思想、主要环节及具体实践。文献[5]将虚拟仪器LabVIEW软件应用于汽车电子技术综合性和设计性虚拟实验中,并进行了实验教学的实践。文献[6]开发了汽车电子控制系统实验教学所需要的嵌入式系统,完成了实验箱硬件及教学实验所需的支撑软件,并在此基础上开展了教学实践。文献[7]介绍了在电子信息工程专业开设汽车电子系列特色课程的研究。
在汽车电子中,涉及到电力电子技术的内容通常称为汽车电力电子技术,并且成为了电力电子技术的重要分支。哈尔滨理工大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业下的电力电子方向,在汽车电子研究上已有了十几年的基础。在依托汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心和黑龙江汽车电子技术研究中心科研基地的基础上,形成了以新能源汽车动力系统控制和汽车电子驱动控制为特色的研究方向,并培养了大量的硕士研究生和博士。因此,为了在本科教学中体现我校电气工程及其自动化专业的办学特色,结合在汽车电子方向上的研究成果,在2010年制定的电气工程及其自动化专业电力电子方向本科生培养方案中,特别增设了“汽车电子技术”专业方向选修课。本文以“汽车电子技术”课程作为研究和实践对象,通过课程结构优化设置和考核方式改革,结合现场教学和研究性教学的教学方法,实现具有特色的专业选修课教学。
一、“汽车电子技术”课程结构
“汽车电子技术”课程开设在大学四年级上学期,为专业选修课程,2学分,共32学时。其中理论教学22学时,实践教学10学时。根据电气工程及其自动化专业的基础课程和平台课程设置,结合汽车电子技术的主要特点,“汽车电子技术”课程的理论教学可分为6个模块,如图1所示。
在“汽车电子技术”课的理论教学环节中,第一部分,先介绍汽车电子的基本概念,回顾汽车电子技术的发展历史,通过实例分析介绍汽车电子对汽车安全与节能的影响,结合电气工程及其自动化专业的相关知识,讲述汽车电子与电力电子的关系。
第二部分,介绍汽车电子技术中常用的器件。包括光电、霍尔、电阻等各类传感器,常用于汽车电子控制系统中的单片机选型及选用依据,汽车电子控制系统中所用的交直流电机、电磁阀等执行器件的工作原理和控制方法。
第三部分,在以上介绍的基础上,着重介绍汽车变速器电控、ABS系统、动力转向电控等汽车电子控制系统的设计方法,主要内容包括电控系统开发遵循的标准、硬件电路设计和软件编程方法,特别强调目前汽车电子控制系统中所用的V流程开发模式。
第四部分,结合新能源汽车的热点问题,充分发挥电气工程及其自动化专业知识在电动汽车方面的运用。本门课与目前车辆工程专业所开设的“汽车电子技术”不同之处在于,省去了传统以发动机作为主导的汽车动力系统控制部分,强化了电驱动系统的匹配与设计部分。该部分内容除了包含对于汽车动力系统设计方法和匹配规律的介绍外,还增加了对于电动汽车动力系统控制的一般方法介绍。
第五部分,介绍汽车电器系统,包括汽车仪表系统、灯光照明系统、电动门锁系统、电动车窗、电动后视镜、电动天窗、电动座椅、车载空调系统、车载音响系统、车载电视娱乐系统、车载无线通讯系统、电子导航与全球定位系统、智能交通系统和车载网络系统等方面的内容。
第六部分是课程的最后部分,介绍汽车电子控制系统中可靠性的评价标准和一般的故障诊断方法。
以上六部分构成了我校电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”理论教学的主要内容。
在“汽车电子技术”课程的实践教学过程中,主要有实验和课程设计两种方式。实验课作为学生在校内实现理论联系实际的一种比较有效的手段,学生通过实验能够加深对课程理论知识的理解,并能够培养一定的实践能力。我校在电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”实验课的设置上,主要分为5个部分,如图2所示。
课程设计是提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段,它不但可以使学生加深对理论和实验课程的理解,而且能够使学生将所学的课程内容与相关课程综合起来,提高了知识的应用能力。[8]“汽车电子技术”是一门实践性很强的课程,课程设计主要结合我校电气工程及其自动化专业平台课的知识,以电动汽车控制系统作为设计目标,让学生结合电力电子技术的相关知识进行设计。
二、“汽车电子技术”课程教学方法的改革
对于“汽车电子技术”课程来说,涉及到的汽车电子控制系统单靠语言描述是很难讲清楚的,而通过传统的板书教学方式,也很难清晰勾勒出汽车电子控制系统的原理和工作过程。因此本门课在授课方式上采用多媒体教学的方式,通过多媒体课件制作出的动画及示意图等来展示汽车电子控制系统的结构、组成及工作原理,使教学的内容直观清晰,易于理解。
在“汽车电子技术”课程的教学过程中,除了正常的多媒体课堂教学外,还采用了现场教学结合研究性教学的授课方法。现场教学即依托我校汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程中心的实验平台,使学生到工程中心参观现场演示,并试用工程中心开发的汽车电子产品实验样机。这些教学手段可以使学生对汽车电子的功能及开发有更直观的认识。除此之外,教学内容中以汽车电子产品的项目开发作为主导。例如在“汽车电子控制系统的设计”这部分内容讲授时,可自始至终以工程中心开发的汽车变速器控制单元作为对象,从汽车电子产品开发的前期调研、方案论证,到中间环节的样机开发、功能验证,再到最后环节的样机标定、测试等进行全方位的介绍。通过这样的讲授,学生对汽车电子的感性知识加深,在理论学习中的目的就会变得明确,清楚地认识到需要掌握的主要内容。
三、“汽车电子技术”课程考核方式
为了有效地组织教学,突出“汽车电子技术”课程的实践性,改革了这门课程的考核方式。我校其他专业课程的考核方式大部分是以平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%的比例进行综合评定。而由于“汽车电子技术”课程面向电气工程及其自动化专业电力电子方向的本科生,选课人数基本维持在40~60人范围内,这样的人数规模便于授课教师进行小范围内的专业指导,因此在考核方式上提出了平时成绩、作业成绩、实验成绩、课程设计与专业论文撰写相结合评定的方式。与其他课程不同之处还在于,其他课程安排的课程设计都是最终给定一个独立的成绩,而作为专业选修课,本门课程的课程设计成绩只是最终成绩的其中一部分。
目前该门课程的考核采用平时成绩占10%,作业成绩占10%,实验成绩占10%,课程设计占30%,专业小论文占40%的比例权重进行成绩的评定。这样做的好处是,不但能够充分发挥本门课理论与实践紧密结合的特点,并且可以充分激发学生的学习兴趣,培养学生的团队合作精神。
专业小论文作为考核的主要部分,在撰写过程中,授课老师首先利用2学时的时间对学生进行科技论文撰写的培训,而后引导学生充分利用学校图书馆的资源,根据各自分配到的科技论文主题进行文献的检索;学生分成了3至4名成员一组,选择关于汽车电子的主题项目,可建议主题为电动汽车整车控制器的设计、汽车防抱死ABS系统设计、汽车自动变速器控制系统设计等,学生也可以自己提出新的主题。给定主题一段时间以后,学生提交科技论文,并以学术会议的形式在课堂上进行交流,老师和其他同学可以自由根据报告者的内容提问,并提出意见和建议。该部分成绩可以当场给出,这样做的好处是激发学生的积极性,所给定的成绩能够实现主观与客观兼顾的效果,令所有同学信服。
四、结论
根据“汽车电子技术”理论与实际紧密结合的特点,结合所开设课程在电气工程及其自动化专业的实际情况,提出了教学中课程内容优化配置,现场教学结合研究性教学的授课方法;考核上提出了平时、作业、实验、课程设计与科技论文撰写相结合的方式。通过这些教学改革,提高学生学习的积极性和主动性,真正能够在有限的学时内获得最实用的知识,增强学生的实践能力。
参考文献:
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1修改人才培养方案人才培养方案制定得是否合理,关系到本专业的生存和发展。随着现代科学技术的迅猛发展,电类的各专业的界线越来越模糊,各学科相互交叉、相互渗透,电气专业传统的“发电、输电、用电”知识结构已经不能满足当今人才培养要求。因此,对人才培养方案和教学计划要进行适当的修改和调整。由于电气工程及其自动化专业是一个强电和弱电相结合的宽口径专业,而电力电子技术是诸多学科相互交集的学科,是由基础课到专业课过渡的桥梁和纽带,是强电和弱电的有机结合。因此,在修改和调整人才培养方案和教学计划时,要体现出电气专业的“以强电为主、弱电为辅、强弱协调”的主导思想,加大教学力度,要意识到“电力电子技术”课程在电气工程及其自动化专业教学中重要性和必要性,以拓宽学生的知识面,提高学生的工程实践能力和创新能力以及扩大学生毕业后的就业面。
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。
二、结束语
关键词:IEET工程认证;电力电子;项目教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)04(c)-0000-00
1前言
中华IEET工程认证学会简称IEET,评估受认证的课程或机构是否符合认证机构的学术或专业标准,通过认证的大学院系毕业生,代表其已具备执行工程专业所需之基础教育,且国内学历将为各会员国所承认,扩大国内毕业生的学历适用地区。
电力电子技术这门课程在“机械电子工程专业人才需求”企业调研活动中,84.66%的毕业生主要从事与电力电子技术课程相关的产品开发与设计工作,一般从事机械工业及维修、电子传动、汽车、车床、电路设计、售后服务,产品检修与分析、产品测试以及产品研发等行业,说明了这门课程的工程认证的必要性。
2教学现状
电力电子技术是一门横跨电力、电子、自动控制三门课程的交叉边缘学科,是利用大功率半导体器件对电能进行变换与控制的专业基础课程。
基于种种原因,以往电力电子技术理论学习难较大,课堂教学将学生置于一种被动地位,不利于学生主动进行知识建构,所以急需一种新的教学模式,以此来吸引学生的关注,加强基础理论与工程实例的结合应用,结合电力电子领域的新技术和工程应用技术,为专业模块化课程“机电传动控制”、“机电产品创新设计”、“工业机器人”、“机电一体化系统设计”,以及复合型课程“电动汽车”、“汽车电器与电子技术”、“电动汽车驱动技术”、“智能装置设计”、“智能家居”做知识储备。
随着各高校教学改革的深入,电力电子技术课程的课时量越来越少,实验学时也不断压缩,同时实体的实验设备极易损坏,软件仿真又不能让学生完全的理解概念。只是仿真,见不到实物,对驱动模块和控制模块没有研究,对课程的学习效果大打折扣。例如:简单的整流桥电路,仿真只要选择模块即可,学生根本不知道做实物整流桥用电力电子器件应该如何搭建,若是选集成的芯片也不知道应该选择哪一个,是半控芯片还是全控芯片,控制引脚该如何连接,芯片需要不需要驱动?这些问题都是软件仿真无法解决的,不是单纯改革实验教学就可以解决的,因此需要一种工程认证的思路来进行教学改革,让学生学有所得。
3 教学改革
3.1IEET理念下教师角色的转变
IEET强调七大核心能力:具备资讯工程相关知识的能力,具备设计与执行实验及分析解释数据的能力,具备工程实务流程规划及资讯软硬体系统整合的能力,具备协调、领导及沟通、整合的能力,具备适应职场变化的能力及持续终身学习的习惯,具备第二外语沟通与表达的能力,具备工程伦理与善尽社会责任的能力。这些不是对教师主导作用的弱化,而是对教师在整个教学活动中的掌控能力、自身的知识水平提出了更高的要求,老师的角色要求既不能一味的灌输知识也不能完全的不干涉,而是要作为一名引路人,为学生设计短期或是长期的学习目标,激励学生寻找到达目标的路径和方法,这就要求理论知识的掌握不仅要有广度还要有深度,并且具备解决问题的能力。例如讲解“电力电子器件”时,应当重视各种器件的外部特性的讲解,从使用角度让学生了解其应用的场合,参数的含义,设置这几个参数的意义。而内部结构和工作原理的详细分析可以让学生自行查阅资料深入了解。介绍国内一些大型企业(“株洲南车时代电气股份有限公司”)的最新电力电子器件―脉冲功率组件、集成门极换流晶闸管,然后让学生自己查资料了解这些器件的具体应用范围,扩展学生的知识面。在讲每一种电量变换电路之前,应当把学生引导到某一个应用场景下,这时学生会主动思考在这种情境下电量要如何变换才能满足应用需求。例如,在讲解整流电路之前,可以先引出大家日常会用到的“手机充电器”的场景。手机充电器是从城市电网当中获得交流电,在充电器内部通过整流电流转化成直流电给手机充电的设备,目前手机充电器的充电时间如何缩短?各种不同型号的手机充电器是否可以通用?又有怎样的缺陷?野外如何充电?没有充电线的情况下又是怎样的充电结构?针对这结问题学生会积极的思考,并且和复合型的课程紧密结合在一起,知识点的讲解也就更显通俗易懂。
3.2运用项目
项目教学法是将传统的学科体系中的章节内容转化为若干个教学项目,围绕项目组织和展开教学,使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。学生在项目实践的过程中,理解知识点的要求,掌握知识点的技能,体验项目建立和实现的艰难与乐趣,培养分析问题与解决问题的能力,建立团队意识和组织协调能力,这正是IEET工程认证理念的完整体现。
恰当设置项目的题目:巧妙的设计题目是项目教学法运用成功的保证,这要求教师平时的知识更新以及积累,才能既涵盖知识点,又符合社会实际需求,所以项目的题目类型要从―跨学科理论验证、校企结合、创新设计等方面入手,题目层次要分明--包括易、适中、难几个难度。例如:A.每一章节可以首先给学生提出一个设计要求,比如在学习逆变电路时,要求设计一个基于SPWM的三相电压型逆变电路,给出具体性能指标,把问题抛给学生,等课堂知识点讲完之后,学生已经有了大体的调剂思路,完成主电路的设计。B.全部课程上完之后的课程设计的项目会与企业需求相结合,完成时间周期长,如“直流脉宽调速系统驱动电源的设计”。C.此外,项目的题目可以跨学科综合,如“模糊控制下家电产品的电子设计”。
项目完成的考核方法:IEET工程认证模式,更关心的是项目完成的过程而不是结果,所以可以以小组讨论的形式来完成考核。教师从项目组织情况、设计思路、设计文档、技术指标、创新性、项目完成情况等各方面来给学生打分,并且可以在小组讨论时,评出组织者、设计能力者、文档编撰者等有不同优势的同学,检测学生技术层面和团队协作层面的差异。
Matlab、Simplorer等仿真软件的应用:随着新技术的发展,目前高校实验室条件跟不上新技术发展的步伐,学生动手做实验的机会少,许多理论需要通过实验来验证,除了项目教学法的运用,采用软件对电力电子进行仿真可以解决这些矛盾。这两个软件强大的协同仿真功能,建模更容易,和实际电路模型极为相似,易为学生所接受
3.3拟解决的关键问题
按照上述设想,本课程拟解决的主要问题如下:
(1)锻炼学生团队协同合作的能力,为各级比赛提供一批有电子设计基础的学生;
(2)设置电力电子技术的课程设计环节;
(3)调整教学大纲;
(4) 通过项目,培养较强的项目开发、设计和建造的能力;
(5)组织兴趣小组进行实际工程项目作业,理论联系实际,加强对理论内容的理解。以社会需求为教学依据,让学生学有所需,学能所用。
3.4实施计划及可行性分析
电力电子技术课程为专业限选课,一般机电专业学生必选,学生数约100人,拟打算在每年的电力电子技术课程中,分别按照教学改革思路进行对照教学,观察其教学效果,具体实施计划如下:
1)去同类独立院校调研,学习他们电力电子技术类课程的建设经验;
2)调研本专业毕业生就业情况;以毕业生就业行业分布,就业难易程度等情况为依据讨论电力电子技术课程建设,并对教学大纲做相应修正;
3)以企业用人需求情况统计表的统计情况,来设置课程项目的题目,决定以下三个方向的题目“电子电工产品生产与加工”、“机电产品开发与设计”以及“企业工程项目管理工作”的侧重点和比例。
4)通过教学日历的完成情况和就业趋势对项目的题目进行微调,令学生自行组织项目合作小组,通过做电力电子技术项目的形式,把课堂理论直接与实践相结合,通过结合实践课程增加学生动手能力、协同合作能力、提高专业素养。
5)对整个教改过程进行总结分析,整合课程项目的题目,根据学生的反馈改进教学方式,为本课程深入教改做准备。
6)作品展示:进行电力电子技术课程的项目实物展示活动,从电力电子的课程项目成品当中,选择具有创新性和实用性的作品进行公开答辩和实物展示,为大学生创新创业项目提供作品,丰富毕业设计作品的内容,也提升了本专业在学校的影响力。
4创新点
特色与创新:
1)电力电子技术是一门理论与实践紧密结合的课程,为了解决理论知识学习难度大的问题,设立项目教学环节。针对理论学科性质拓展了课堂教学的问答环节、实验教学的软件仿真环节、课程设计的项目研发等环节,使该课程教学过程更加生动,使学生主动地学习,加强基础理论与工程实例的结合应用,拓宽学生知识面宽,培养学生创新意识和实践能力,从实践过程中通过项目学习来获取工程能力;
2)形成了校内首个将电力电子技术课程IEET工程模式下的理论与实践相结合的教学模式;
3)本课程所设的项目为“毕业设计选题”、“大学生创新创业的项目”以及“校、企合作的项目”提供了丰富的题目资源,丰富毕业设计作品的内容,也提升了本专业在学校的影响力。
5总结
本论文旨在通过IEET工程认证模式的培养和锻炼,以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。从资讯工程相关知识的能力,设计与执行实验及分析解释数据的能力,工程实务流程规划及资讯软硬体系统整合的能力,协调、领导及沟通、整合的能力,适应职场变化的能力及持续终身学习的习惯,第二外语沟通与表达的能力,工程伦理与善尽社会责任的能力等七个层面达到预定目标。学生可以直接参与本专业的最新应用与工程项目,培养出的学生得到企业的认同,该成果可在独立学院相近专业推广,对本校其它专业也有一定的参考意义。
参考文献:
[1]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2002
[2]刘海波.《电力电子技术》实验教学改革探索与实践[J].实验科学与技术.2012
论文关键词:高职教育;教学做合一;项目式;实践能力;教学改革
《数字电子技术》是我院应电、通技、电信、微电专业的一门主干专业基础课,有基础性、专业性和技术性强的特点,是一门理论和实际紧密结合的课程。由于半导体技术的迅速发展,微型计算机的广泛应用,数字电子技术在现代科学技术领域中占有越来越重要的地位,数字电路也正朝着大规模、低功耗、高速度、可编程等方向迅速发展,应用也更加广泛。可以说,数字化已成为当今电子技术的发展潮流。
由于受到传统教学模式的影响,我院数字电子技术课程一直沿用比较单一的教学方法,采用“理论—实验—设计” 的教学模式,即将《数字电子技术》、《数字电子技术实验》和《数字电子技术课程设计》三门课程与之对应,分别为纯理论课、纯实践课程和单纯的理论设计。在教学过程中,后者作为前者的后续课程,主观上是为了帮助学生理解理论知识或深化电路基本应用,但由于纯理论讲解枯燥乏味,学生茫然不知所措,因而缺乏主动学习的动力。在实验过程中也不能将理论知识融入其中,弄不懂原理,无法解释实验现象,因而总是疲于应付,交差了事,根本谈不上理论和实践的结合,效果显然不好。在后期的课程设计过程中,学生也只是从理论上设计电路,既不做电路仿真也不进行电路制作,虽然学生在一定程度上对电路功能有了进一步的理解,但实际意义并不大。由此可见,这种模式比较注重教学内容的理论性和系统性,缺乏知识和能力的相互融合,使各环节严重脱节,从而造成了学生不能学以致用,缺乏处理实际问题和解决问题的能力。
为了更好的解决这个问题,我们教学团队大胆提出了“教、学、做合一”的教学思路,使学生能够从实际问题出发,边学边练,极大调动了学生的参与积极性,学习效果显著提高。针对本次教学改革,结合我院实际,具体开展了以下工作。
一、首先,认真挑选教材
为适应高职教育的特点,我们以“必需、够用”为度,认真选取了一本以项目为单元、以应用为主线,将理论知识融入到每一个实践项目中去并有着丰富知识和内容的项目教程,力求通过不同的项目和实例来引导学生,将数字电子技术的基础知识、基本理论融入其中,从而为学生建立一个宽广、针对性和实用性强的知识平台。
二、确定项目内容
由于我们采用的是教学做合一的教学模式,教学内容将紧紧围绕项目进行,因此如何使项目内容具有典型性和可操作性,能不能由简入繁,真正激发学生的学习兴趣就显得尤为重要。我们经过仔细分析和研讨,按层次确定了与教学内容想关的五个项目,主要涉及基本门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、555应用电路等。在最后的电路设计与制作环节中,我们则选取了综合性较强的“抢答器电路设计”课题,通过电路的仿真、制作、调试和故障排除等,开阔了学生的视野,提高了学生对数字电路的理解和综合应用能力。 三、认真编写训练指导书和报告册
数字电子技术课程的操作性很强,学生操作训练非常重要。一方面可以进一步巩固和加强理论知识,提高解决实际问题的能力,另一方面可以学会使用常用电子测量仪器、学会调试数字电路逻辑功能的方法。由于我院学生的基础较差,理解能力和动手能力相对较差,为了帮助和指导学生顺利完成各个实训项目,我们编写了与实践环节配套的训练指导书,该书共分五个项目,十二个工作任务,内容包括任务要求、任务目标、训练器材、内容和步骤、思考题等,能较全面的指导学生完成各个训练任务。报告册则是与学生操作练习配套的“作业本”,是用于检验学生学习效果、了解学生学习情况的记录本,我们也针对项目要求和结果进行了详细编排。
四、教学方法
(一)根据项目单元所承担的功能,完成项目所应传授的知识和能力,将教学内容分解到每一项目单元中,并根据具体内容采取不同的教学方法及考核方法。
(二)对各个项目之间相互重复与交叉的知识,应进行优化组合,强调知识间的相互联系和衔接,注意知识层次的过渡并加以综合化改造。
(三)理论教学与实践教学相互渗透,理论知识与实践技能考核相互结合,采用“讲练结合”现场教学和“讨论式”课堂交流方式。
(四)实践性教学始终与理论教学紧密结合,将课堂理论教学与仿真实验、电路制作相结合,使学生真正能够在学中做和做中学,达到锻炼自己、提升能力的目的。
(五)教学效果
从本届学生的学习情况看,实践教学有力促进了理论教学。一方面使学生对理论知识的学习有了更多的兴趣,提高了学习效果。另一方面学生的学习成绩明显提高,四个专业的四百余名学生的课程及格率达到95%以上,平均分在75分左右,远远高于改革前。
关键词:模拟电子技术;科技竞赛;教学改革
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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论文摘要:《模拟电子技术》是电专业的一门非常重要的专业基础课程。《模拟电子技术》的教学改革具体表现在教学内容、教学方法、教学手段、实践环节、等方面的改革。本文对模拟电子技术课程简单介绍,通过五方面阐述了模拟电子技术教学改革的方法,并对模拟电子技术课程的发展进行展望。
一、引言
《模拟电子技术基础》课程是工科电气信息类专业的一门重要技术基础课程,其工程性和实践性都很强。它是继《电路分析基础》之后又一门主干技术基础课程。并与《通信电子线路》一起为电子专业的学生提供有关模拟电子电路必备的理论基础知识,也为其它实践性课程和专业课程提供了必要的知识准备。模拟电子技术基本概念多、原理强、与工程实践联系紧密,分析方法与以往的课程有很大的不同,再加上课程“学时少,内容多”,学生学习起来普遍感到困难。为达到应用型的人才培养目标、以专业素质教育为教学目标,以基本概念、基本原理、基本分析方法为教学内容。在将基本教学内容贯穿课程始终的同时,加强对学生应用技能的培养,并在教学过程中采取多种教学方法贯彻落实。
二、模拟电子技术教学改革的基本方法
(一)强化基本概念,加强实践应用。本课程有很多基本概念,这些基本概念回答的是模拟电路最基本的问题,构成了该门课程的根基,因此必须强化基本概念,并在应用中反复强调,进一步加深印象。模拟电子技术基础课程有很强的实践性,而实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段。应精选了最基本的和有较高实用价值的综合实验项目。实验过程中,注重介绍新仪表、新仪器的使用,这样学生会直接感受到科技发展带来的巨大方便,通过对企业及毕业生的跟踪调查,进一步明确了知识体系的重点和难点,明确了学生学习本课程的核心能力。基础实验、综合实验和创新实验(课程设计中完成)三阶段台阶式教学方式,教学目的层次分明,循序渐进,使学生从常用电子仪器的使用方法和电子电路的测试方法学起,通过综合应用到创新的设计和实现,经历完整的科学的自主的训练过程,培养了学生实践能力、综合应用能力和创新意识,使之在“硬件”实现和eda技术的应用上能够达到一定的水平,并为进一步发展打下基础。加上之后的“电子工艺实习”、“电子设计大赛”和贯穿学生学习期间的课外科技活动,形成一个整体,使对电子技术感兴趣的学生能够有个性地健康发展,达到较高的水平。
(二)在教学过程中注重定性分析。从工程思维观念出发,不过分追求理论分析的严谨。注重培养系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识,学习科学的思维方法。例如,介绍rc串并联选频网络的选频特性时,先定性分析该网络对低频和高频信号的相移,确定有一频率信号通过时相移为零,依据该特点再与放大电路配合,满足振荡相位平衡条件,则该选频网络就具有选频特性,其定量推导只给出思路和结果即可。
(三)化大为小,化繁为易。对于难度较大的内容,采取化大为小,化繁为简,各个击破的方法。例如,负反馈组态的判断是一个难点,要根据反馈性质、取样方式、反馈方式进行判断,每一类判断又有多种方法,若三类判断混在一起讲,多种方法无重点的讲,学生一方面很容易混淆,另一方面每种方法可能都掌握不好。为此,我们把三类判断分开讲,讲一种,练一种,学生掌握后,再讲下一种,把大难点分散为小难点,再各个击破。讲判断方法时,先介绍定义法,然后引出短路法,最后引出更简单易行的方法——从结构判断,并重点练习,这样将繁琐的判断简单化,化繁为简,便于学生掌握。
(四)及时对教学内容进行改革。模拟电子技术是当今自动化控制的基本手段,集成化技术发展非常快,因此及时调整教学内容,追踪最新技术,增加新知识,讲授中对分立元件的电路从器件、电路产生的背景和需求入手进行基本原理分析,然后讲解其结构、作用和电路的分析,并将重点放在广泛应用的集成元件的电路分析和使用上。
(五)采用多种形式的课堂教学。在教学手段上,利用现代化教学手段,采用多媒体课件、黑板授课及实验仿真和实际操作相结合的方法,将肢体语言与声光电有机的结合起来,全方位对学生实施情景教学,学生可以在电脑上进行课程实验的调试与测量,加大课程信息量,使学生对所学知识产生兴趣,很快进入学习状态。教学活动的主体是学生,为了能让学生真正参与到教学活动中,我们采用讨论课、练习课、提问课等多种形式,激发学生学习兴趣,培养学生创新精神。采用启发式、仿真环节、边讲边练、理论与实践穿行的教学方法,在讲授完本节内容的同时提出新问题,为下面的新内容、新知识的讲授作好铺垫。做到“提出问题——¬¬¬¬¬引导思考——求证归纳”,同时总结一些有助于学生形象化思维和记忆的窍门、比喻,通过传授知识提高学生的学习兴趣,使学生和教师达到互动,调动大家学习的积极性。
三、结束语
随着电子技术学科的发展,如何更好地解决基础与发展、基础知识与实际应用、理论与实践等矛盾,处理好“宽”“新”“深”的关系,建立先进和科学的教学结构,以适应不断更新的课程内容体系始终是我们改革的重点。本课程需要建立起课堂教学、实验教学、网络教学和eda教学交叉融合的教学结构,并使各教学环节各司其职,相辅相成,互相交融,实现“加强基础,注重实践,因材施教,促进创新”的同一个目标,并不断地研究国内外高等教育的发展,把新的教育思想、教学方法和教学手段恰当地应用于本课程。
参考文献:
福建省武夷学院作为应用型本科院校,电类专业开设的模拟电子技术课程,分列为三门子课程:包括60个学时的理论课程、20个学时的实验课程和1周的课程设计,其中实验课和课程设计为实践环节。用倒三角图表示课程结构、学时安排以及三者之间的相辅相成的关系。模拟电子技术课程的最大特点是内容较多,学生普遍感觉较难,涉及知识面广、应用性较强。
二、课程教学探讨
1.灵活运用多种教学手段。
学生上理论课普遍感觉比较抽象、较难理解与掌握,合适的教学手段显得尤为重要,板书和多媒体相结合的教学手段对于一般本科学生比较合适。教师在黑板写的时间,学生有短暂的时间进行消化和记笔记,有利于对内容的即时理解和课后复习,使得大部分学生能跟上老师的授课进度。比如,在讲授到三极管基本共射极放大电路时,学生对于小信号等效电路画法比较难于掌握,而仅仅用多媒体授课放映效果不理想。教学中可以结合板书,分步画出三极管的H模型,结合小信号等效电路的依据,在黑板上一步步画出来,学生理解起来就更方便。这在模拟电子技术中是比较基础的理论内容,基础内容讲透了,有利于后续章节的顺利展开。但是对于某些比较难用语言描述的概念或者复杂的演变过程,使用多媒体动画效果进行讲解可以更形象生动,使学生更易于理解。例如,P、N型半导体中电子的扩散与复合,晶体管、MOS管器件中的电子、空穴的运动,电流的运动以及器件的制造工艺过程等。这些内容如果采用板书,画图太多、耗时较长,也很难做到形象表达。若用多媒体加上Flas的方式学生就会更感兴趣,有利于知识的理解。需要注意的是多媒体教学课件画面切换快,学生记笔记跟不上,授课时注意放慢速度,讲清基本概念和基本分析方法,适当结合板书对内容作出提纲挈领性的总结。这样结合多种教学手段既缓解了课程内容多与学时数明显不足的矛盾,又发挥了多媒体教学省时、直观、形象的优点,因此受到了学生们的普遍欢迎。
2.营造讨论式教学环境,加强课外辅导。
为增强学生学习的主观能动性,教师可结合实际的学习状态引导学生思考问题,每节课上教师可以适当提出1-2个比较有代表性的问题,供学生探讨,这一过程不仅激发了学生的兴趣也提高了学生的思维能力。总结之前的教学效果,教材的后面章节,比如反馈、功率放大等,学生理解起来就很困难,学习兴趣急剧下降。每周设置1-2个课外的时间段老师给学生们答疑解惑,在学与问的过程中,学生对每堂课的内容能及时消化和吸收,这样学生对整体内容能更好地进行理解,学会融会贯通,达到较好的教学效果。
三、重视实践教学,加强动手能力的培养
1.加强实验教学过程管理。
模拟电子技术实验大纲中包括验证性和综合性实验,其中验证性实验总计有8个,选做5个;综合性实验有2个,选做1个。实验采用自编的实验指导书,书中包括实验目的、实验原理、实验使用仪器、实验操作步骤和思考题等等,要求学生结合实验原理和思考题认真完成实验预习报告,学生在每次实验前对实验项目有基本理解,教师批阅后再根据情况进行讲授。在实验过程中,摒弃传统的“老师做、学生看”的教学模式,我们要求学生自己调试电路和操作实验仪器,独立排除实验故障,找出问题、原因,必须在规定的时间内完成每个实验项目。实验报告中学生需对数据进行处理、分析误差,对实验现象做合理的分析及总结,提出改进意见与措施。这样学生能结合理论与实践,动脑动手相互结合,提高实验的教学效果。
2.重视课程设计,解决实际问题。
课程设计是学生把理论知识应用于解决实际问题的一个重要的实践环节,是培养学生实践技能的重要手段,可以提高学生理论结合实际、分析问题和解决问题的能力。应用性本科学校培养学生的主要目标为未来的技术人员和工程师,动员和组织电类学生开学初准备基本的实践工具,比如电烙铁、万用表、斜口钳、焊锡等等。学校专门设置1周的时间进行本门课程的设计,如何充分利用有限的时间,引导学生综合运用所学的基本理论知识,来分析问题、解决实际问题呢?教师可先给学生提出基本要求,给出一些参考题目,为发挥学生的主观能动性,学生也可自拟题目。课程设计分组进行,要求每组限2名学生。在课程设计教学中要求学生充分利用图书馆和网络资源,学生学会怎样查资料、怎样看资料,如何从资料中获取有用的信息。对于兴趣浓厚的学生可以结合每年的校园科技节活动和大学生创新训练项目,给学生更大的平台去实践锻炼,对于学生的科技成果,还应指导学生试着撰写科技小论文,实践联系理论,提高其科研能力。
3.强调专业仿真软件的运用。
随着计算机的发展,利用计算机的仿真软件对电路进行验证、设计和分析已成为一种趋势。主要原因有:(1)计算机仿真不局限于地点和时间,比较方便,用电脑装好软件就可以进行电路的设计;(2)其可替代采用简化电路模型搭接实际电路进行验证的传统设计方式,同时可有效地对电路参数确定和方案选择,并在设计初期对产品的性能进行可靠预估,从而提高设计质量、缩短设计时间、节省设计费用,因此成为了现代设计中重要的组成部分;(3)利用仿真结果得出电路性能受电路中某些关键参数的影响,可更好地理解电路的特性和性能指标,对实际电路设计和调试具有重要指导意义。目前电子技术中应用较广泛的仿真软件有Proteus、Pspice和EWB等等。教师对于刚刚接触仿真软件的学生,应先结合实际情况讲解一个软件的基本用法,系统地介绍相关的电子资料和软件安装的方法。随着电子产品的普及,大学生基本上都有个人电脑,挖掘其自学能力,对引导其触类旁通具有现实意义。对于课本上难理解的内容,比如放大电路的幅频特性等可通过仿真实现,通过仿真过程与结果分析能更好地理解和掌握理论知识,而且学习好一门软件对于今后的学习和工作起着很重要的作用。
四、重塑培养方案,改革评分机制
传统的培养方案是理论课、实验课和课程设计加起来是一门课程,教师评出总成绩,实验课和课程设计只是作为总成绩中平时成绩的一部分。改革后理论课、实验课和课程设计分列为三门子课程,三门课程各给出总评成绩。理论课评分是按照“3+7”的机制评分,实验成绩按照“3+4+3”机制评分,课程设计按照“1+4+5”机制评分,详细评分机制如表1所示。改革前实践成绩比重偏低,很难考查出学生的动手能力,学生对实践环节总是马虎、敷衍,心里想着实践成绩不理想,还可以靠期末笔试成绩提起来。评分机制改革后,学生比较重视实践教学,做实验和课程设计的积极性明显提高。
五、总结
1.经过学校上述教学探索和实践,使得教学形式多样、生动活泼,学生自学能力和动手能力的培养收到了良好的效果。
学生感觉模拟电子技术虽然有点儿难,但是他们觉得能学到许多知识。
2.应用型本科模拟电子技术课程的教学具有电类课程理论性和应用性教学的双重特点,同时符合相关应用岗位技能要求。
关键词:高职院校;电子技术;教学改革;实践能力
作者简介:罗精明(1955-)男,湖北武汉人,武汉职业技术学院副教授,研究方向为物理、电工、电子技术等课程的教学。
中图分类号:G712
文献标识码:A
文章编号:1001-7518(2012)14-0040-02
电子技术是当今发展最迅速、应用最广泛的科学技术。它在短短几十年的时间里给我们的生活和工作带来了翻天覆地的变化。如今,电子技术已经渗透进社会领域的各个层面,电子水准已经成为衡量一个国家现代化程度的重要标志。不管是什么行业,只要插上电子技术的翅膀便可以扶摇直上。电子技术已经直接影响到人们的衣、食、住、行,而且已逐步渗透到了教育领域。由此看来,学习和掌握电子技术不仅是现代人才的必备素质,而且也是社会的需要和生活的需要,从某个角度而言,也是落实高职院校面向社会办学的一个重要步骤。与此同时,学习电子技术还可以培养一个人的耐心与信心,以及对技术精益求精的良好作风。对高职学生进行电子技术教学,还有助于促进其社会实践能力的提高。所以,高职院校必须以培养学生的动手能力为核心,以激发学生的创新思维为着眼点,积极改进电子技术教学方法和考核方式,对电子技术教学改革作必要的尝试。
一、高职电子技术教学的重要性
随着科学技术突飞猛进地发展,当今世界的电子电器技术呈现出一个崭新的局面:手机、计算机等通讯电子产品技术迅速发展;电子电器产品如家用电器、工业控制与检测仪器仪表、医疗器械、汽车工业中的车用电器,以及环境检测仪器等已经不再是以前那种机电一体化设备,而是以微型电脑为中心,以自动控制、信息处理和现代网络技术为依托的智能型仪器仪表设备。高智能型的电子电器产品得到前所未有的广泛应用,这就使得社会上的各行各业以及每个家庭对电子电气技术人员提出越来越高的要求。这些技术人员必须具有现代化的技术知识,同时也要具备实际操作技能。这样的应用型专业人才才能生产出符合人类需求的电子电器产品。
要培养出既牢固掌握电子技术知识、又具备实践操作能力的电子技术人才,高职院校承担着不容推卸的重要责任。因为高职院校要培养生产和服务第一线的高素质人才,所以必须开设电子技术专业,承担电子技术教学。随着电子技术的发展日新月异,新技术和新器件不断涌现,也开始丰富着电子技术课程的教学内容。再加之包括现代网络技术和多媒体技术在内的教学手段和方法的不断发展,高职院校电子技术教学的各方面条件已然成熟。在电子技术教学中,教师不仅要传授学生必备的电子技术知识,更重要的是培养学生的动手能力和创新思维,训练学生的实践能力,鼓励学生将理论与实践相结合,成为全面发展的电子技术人才。
二、高职电子技术教学的现状
虽然高职电子技术教学具有其他学科所不能替代的重要作用,但从目前来看,这门学科的教学现状不尽如人意,主要体现在以下几点:
(一)实践教学条件落后。随着高等职业教育的快速发展,不少学校在积极进行扩校和扩招,所以很多高职院校都将有限的经费投入进新校区建设,几乎没有多余的资金用于更换校内实验、实训设备,所以不能建立多功能一体化的专业实验室,不能有效锻炼学生的实验、实训能力。
(二)教学内容单调重复。现阶段,部分高职院校的课程安排没有细化培养方向,学生坐在统一的教室中接受一样的教学内容,没有考虑到学生的兴趣爱好,教学效果可想而知。
(三)理论脱离实践。教师只顾将理论知识灌输给学生,却没有指导他们如何用于实践,学生虽然知道装接收音机、电视机等电子设备的过程和步骤,但是实际操作中却无从下手,不知所措,无法做到理论与实践有机结合,实践能力的培养没有落到实处。
四、如何以培养实践能力为基础,开展高职电子技术教学
(一)不断完善能力培养模式,最大限度地提高实际能力培养效果
现阶段,高职电子技术专业培养学生实践能力主要是通过课程设计、课内实验、课堂实训以及毕业论文等方式完成的。随着近些年来高等教育改革如火如荼地开展,高等职业教育也得到了长足的发展,在校生数量急剧增加,学校的教学资源开始变得紧张,师资队伍建设和教学基本建设等几乎已不能满足高职扩招的需求。所以,为了培养学生的实践能力,高职院校必须不断改善传统的能力培养模式。首先,课程设计应该综合电子技术专业的所有基础知识,科学、合理地选择能够体现出学生创新意识的、开发性强的项目,禁止学生生搬硬套地照抄照搬课本知识,而应该选用不同的灵活的设计方案;其次,电子技术专业课内实验应该减少验证性实验项目和演示性实验项目,为学生提供开放性的实验环境,引导和鼓励他们自主设计实验方案,并分析实验数据;再次,在课内实训方面,教师应该为学生选择贴近生产实际的项目,让学生逐步摆脱理论教学的思想束缚,培养他们能够以企业生产的角度和眼光来分析问题、解决问题,为他们日后走上社会进行生产实践打下基础;第四,在学生的毕业论文设计环节,学生应该紧密结合企业的生产实际情况,尽力删除那些过分理论化的题目,使毕业论文既体现平时所学的理论知识,又能体现所掌握的实践技能,做到理论与实践的有机统一。
(二)仔细分析企业工作岗位的要求,确定学生实践能力的培养方向
我们都知道高职院校培养的是具有实践技能的高素质复合型人才。电子技术专业的学生在毕业以后主要是在电子企业从事电子设备操作、电子产品装配等工作,并参与到相关电子产品的开发和测试工作中去。就业范围比较宽泛。这些不同的工作岗位对学生的实践操作能力要求不同,再加之学生对实践能力的培养内容有不同的兴趣。所以高职院校在培养学生实践能力的过程中,有必要仔细划分能力培养方向。如今,已经有不少高职院校在进行专业课学习时,根据学生的实际情况和兴趣爱好划分了实践能力培养方向,例如电子产品维修检测、电子产品焊接、电子产品硬件设计、电子产品硬件开发等方向。这种细分培养方向的方式,不仅可以提高学生技能培养的针对性,使学生形成熟练的专业技能,并最大限度地利用实验设备等资源,还能使毕业生的实践能力形成合理搭配,有效减少就业时人才培养的同质化现象,这可以促使毕业生都能找准就业岗位,并实现顺利就业。
(三)提供合理的实验开发环境,不断培养学生的专业兴趣
诸如电子产品的装配、设计和调试等实际能力的培养是要通过大量的课内实训和实验来实现的,如果只是单纯依靠教学计划所安排的实践性教学环节,是远远不能达到实践能力的培养目标的。为此,教师要提供合理的环境来激发学生的专业兴趣。首先,教师可以引导学生利用课余时间来练习电子产品制作和焊接,以及电子产品的软硬件开发,以此来锻炼他们的专业实际能力。其次,高职院校要给学生提供适当的实验开发环境,在电子仪器仪表的借用、电子元器件的选购,以及专业实验室的开放等方面给予一定的帮助和指导,以此塑造良好的学习氛围和开发环境。
近些年来,全国各地都在如火如荼地开展职业技能比赛,这些比赛可以促使高职院校提高办学质量,树立学校的品牌形象,并加快高职院校的自身发展。为了更好地锻炼学生的实践能力,高职院校要大力鼓励本校学生参与各级职业技能大赛,既锻炼了学生的心理素质,也检验了他们实践技能的培养状况,由此来逐步提高高职院校人才的培养质量。
(四)尝试工学合作培养模式,以此提高电子技术专业人才培养质量
教高[2006]16号文件中明确提出:“高等职业教育应该大力推行与生产劳动和社会实践有机结合的学习模式,高职教育人才培养模式改革应该以工学结合为切入点,调整专业设置,改革教学内容与教学方法。同时要重视学生校内学习与实际工作的一致性,将校内考核与企业考核统一起来,追求学校课堂与企业实习地点的一体化。”工学合作培养模式是近些年来出现的、当前高职教育研究领域的热点。它不仅可以考验学生掌握理论知识的程度,也可以培养学生的实践能力,不少高职院校已进行了积极的尝试。对于一些师资力量较薄弱、实验实训条件较落后的高职院校,工学结合的人才培养模式不失为一条捷径,不但可以运用企业、工厂的实际环境来培养电子技术专业学生的实践能力,还可以保障家庭贫困学生顺利完成学业。
(五)实施“双证书”制,增加学生的“含金量”
“双证”制教育是指职业院校按照标准和岗位的要求组织教学和实训、实习,使学校教育和生产实际紧密结合,强化学生实践能力和职业技能的培养,学生在不延长学制的情况下,同时完成学历课程和职业技能培训,经学校和职业资格鉴定机构考试鉴定,成绩合格并取得规定学分以后,在取得学历证书的同时,还可以得到一个或一个以上的职业资格证书。有了这些职业资格证书,学生的“硬件力量”会大大增强,企业也可以通过这些证书见证这些毕业生的实力,从某角度上而言,实施“双证书”制,也是对传统教育模式的创新。
五、结语
科技的发展、时代的进步,电子技术正全面进入我们的日常生活,并改变着我们生活的面貌。它的强劲脚步无不昭示着电子技术教学的重要性,同时也决定了培养电子技术专业学生实践能力的重要性。培养学生的实践能力是一项复杂的系统工程,高职院校必须从多方面入手,完善能力培养模式,确定学生实践能力的培养方向,提供合理的实验开发环境,尝试工学合作培养模式,并积极实施“双证书”制,只有这样才能真正提高学生的实践能力,引领学生进入更高的专业领域,推动科技与时代的不断进步!
参考文献:
[1]汪建.基于现代EDA技术的电类课程教学[J].四川师范大学学报(自然科学版), 2003(01).