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電子技術課程設計是在電子技術實驗的基礎上進行的綜合性的實驗訓練,是電子技術課程的實踐性教學環節,是對電子類和其他相近專業學生進行綜合能力培養的實踐課程,對于全面、系統、深入地理解與掌握電子系統的知識、設計方法具有重要的教學意義。
1.電子技術課程設計的重點與要求
本課程的重點是電路設計,內容側重綜合應用所學知識,設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求,通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程,培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力,培養學生創新實踐的能力。
電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求,通過查閱資料、調查研究等,獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試,并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。
具體地說,學生通過課程設計教學實踐,應達到以下基本要求:建立電子系統的概念,綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計;掌握電子系統設計的基本方法,了解電子系統設計中的關鍵技術;進一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法;進一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學會撰寫課程設計總結報告;培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。
2.電子技術課程設計的教學過程
電子技術課程設計是在教師指導下,學生獨立完成課題,達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練,要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識,因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。
教學環節可以分為以下四個部分。
2.1課堂講授。
課程設計開始前,需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學,明確課程設計的要求,主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。
在課堂教學環節中,指導老師介紹課題的基本情況與要求,要求學生從多個課題中選擇一個。
2.2設計與調試環節。
2.2.1前期準備、方案及電路設計。
前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材,根據技術指標,進行方案分析、論證和計算,獨立完成設計。設計工作內容如下:題目分析、系統結構設計、具體電路設計。
學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計,通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算,稱為預設計階段,包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設計總學時的30%。
2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試,指標測試等。
在安裝與調試這個階段,要求學生運用所學的知識進行安裝和調試,達到任務書的各項技術指標。
預設計經指導教師審查通過后,學生即可購買所需元器件等材料,并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路(并制作相應電路板),使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點,所需時間約占總學時的50%。
2.3撰寫總結報告,總結交流與討論。
撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告,不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結,而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面:系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應對以下幾部分進行說明:設計進程記錄,設計方案說明、比較,實際電路圖,功能與指標測試結果,存在的問題及改進意見,等等。
總結報告具體內容如下:課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調試的內容,包括使用的主要儀器和儀表;調試電路的方法和技巧;測試的數據和波形并與計算結果比較分析;調試中出現的故障、原因及排除方法。總結設計電路的特點和方案的優缺點,指出課題的核心及實用價值,列出系統需要的元器件清單,列出參考文獻,收獲、體會,并對本次設計提出建議。
2.4成績評定。
課程的實踐性不僅體現實際操作能力,而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此,課程設計的考核分為以下部分:設計方案的正確性與合理性。設計成品:觀察實驗現象,是否達到技術要求。(安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力)實驗報告:實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯:考查學生實際掌握的能力和表達能力,設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神,等等。
3.電子技術課程設計的步驟
在“電子技術基礎”理論課程教學中,通常只介紹單元電路的設計。然而,一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此,一個電子系統的設計不僅包括單元電路的設計,還包括總體電路的系統設計(總體電路由哪些單元電路構成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術的發展,各種通用和專用的模擬和數字集成電路大量涌現,電子系統的設計除了單元電路的設計外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統設計越來越重要,不過從教學訓練角度出發,課程設計仍應保留一定的單元電路內容。
電子系統分為模擬型、數字型及兩者兼而有之的混合型三種。
雖然模擬電路和數字電路設計的方法有所不同(尤其單元電路的設計),但總體電路的設計步驟是基本相同的。
電子電路的一般設計方法與步驟包括:總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。
4.電子技術課程設計的效果
學生經過這樣系統訓練后,各方面技能都通過考核,為后續課程的學習打下了扎實的基礎。
參考文獻:
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[2]楊志忠,華沙,康廣荃.電子技術課程設計[M].北京:機械工業出版社,2008.
本文作者:焦詠梅高艷玲徐紅作者單位:石家莊鐵道大學四方學院
課程設計內容的改革
首先,探索全系專業課程體系框架,將內容緊密聯系,增強內在邏輯性。把同一個培養能力范疇的同一類課程作為一個課程群,形成目標明確的課程群層次,把圍繞一個技能培養目標的、含有若干課程的知識點抽象出來,在更高層次上連貫起來,使該技能的培養隨課程設計的推進而不斷遞進、加深和拓展。如自動化專業的課程群層次結構。在課程群的建設基礎上,我們的課程設計題目既要考慮前后課程縱向的貫通與銜接,又要充分考慮課程橫向間的相互融合,實現整體優化。如把模擬電子、單片機、傳感器課程設計內容縱向聯系,遞進升級,模擬電子課程設計題目應做到熟練掌握器件特性及參數計算,理解電路原理,并仿真出結果,使學生通過課程設計過“三關”,即“器件關”、“分析關”和“動手關”,此階段培養了學生具備一定的硬件設計能力。在此階段基礎上進入下梯級,即單片機課程設計階段。讓學生在具備一定硬件設計能力的基礎上學習系統軟件設計,并且為了激發學生的學習興趣,把電子電路和單片機課程設計進行橫向優化組合。單片機題目要求學生應用電子電路的手段,即Protel原理圖設計PCB設計并制版,做出實物,完成程序燒錄,最終完成系統調試。結束時,學生親身經歷了硬件、軟件的每一階段,鍛煉了學生工程應用能力。此階段學生已具備了軟、硬結合的能力,為進入下一個梯級做了充足的準備。課程設計的最高梯級傳感器課程設計,即題目應綜合模電、電子電路、單片機、傳感器四類課程的理論知識,在具備軟、硬件結合的能力的基礎上,應用各類傳感器采集數據,應用單片機、電路模塊等手段完成一個應用系統的綜合設計并做出實物,例如紅外報警系統、溫度檢測系統設計、光敏元件控制系統等。培養學生結合實際應用的綜合設計能力,做到環環相扣,相輔相成,為畢業設計打下良好的基礎。
成績評定體系改革
建立完善的成績評定體系是保證課程設計教學質量的關鍵,在注重結論正確的同時,應強調整個設計方案實施的全過程。1.撰寫總結報告。總結報告是學生對課程設計全過程的總結,不能等同于平時的實驗報告,因此內容要完善,格式要規范。此環節占總成績的30%。2.實驗動手能力。包括器件選擇、仿真設計制版焊接、儀器使用、調試過程中分析和解決問題的能力以及創新精神。此環節占總成績的30%。3.學生實行全員答辯制。為避免學生互相抄襲或找人代做,我系自2009年開始施行課程設計全員答辯制度,每生5分鐘自述,10分鐘答辯,通過答辯情況給出答辯成績。此環節占總成績的40%。這樣一種相對完善的成績評定體系使學生在課程設計的任何一個環節都能認真對待,提高了學生的積極性和主動性,從而保證了課程設計的質量。
關鍵詞: 電子技術 課程設計 職業技能 創新能力
1.引言
模擬電子技術課程設計(模電設計)是電子類專業學生的第一門課程設計,它是模擬電子技術課程的重要和必要的補充。模擬電子技術課程設計的有效開展對加深模擬電子技術基本理論的理解,提高學生的設計能力、動手能力、軟件仿真能力、總結報告能力及學生之間的協作協調人際交往能力都有一定的作用。總之,通過模擬電子技術課程設計課可以提高學生的綜合能力。反之,模電課程設計流于形式,學生找一個簡單電路焊接上應付了事,甚至電路都是別的學生代勞的。這不僅浪費時間,而且為以后的設計課程產生消極的影響,學生認為凡是設計類課程都可以混過去。并且課程設計導致消極學風,對學生專業課程的學習、職業技能的培養及未來的職業生涯都非常不利[1]-[3]。所以,研究如何搞好模電的課程設計是非常必要和重要的。根據我院多年的課程設計經驗和自己的教學實踐,我從思想上重視、加強過程管理、貫穿職業技能培養這三方面加強模電課程設計的教學。
2.思想上重視
課程設計是工程實踐課,其目的不僅僅是鞏固、深化補充和擴展理論課的教學效果,課程設計在提高學生的職業技能、工程素質和創新能力上起到關鍵的作用[4]。工程課程設計人數多上課分散,真正負責的教師的實際工作量比較大,如果教師責任感不強,學生不認真對待,課程設計就比較容易流于形式。首先教學管理部門應給予特殊的重視。教務處實踐管理科應該親自過問督促,親自檢查抽查學生的上課情況,并把意見和建議及時反饋給學院,以便及時糾正。建議督學對設計課程給予關注,及時提出寶貴意見。教學院長或系主任應全程跟蹤管理。其次,課程設計之前要給學生開一次動員會,讓學生明確課程設計的目的和意義,提出相應的要求。讓學生在思想深處真正認識到課程設計的重要性和必要性,讓學生積極主動地以極大的熱情投入模電課程設計學習中。給學生開動員會,要求指導教師必須參加,讓教師對課程設計給予足夠的重視。
3.加強過程管理
(1)把好用人關(選擇好指導教師)
教師的良好的工作態度和工作作風具有很大的表率作用,這對學生的素質有正面的影響,教師應該表現出認真、負責、嚴謹、周密的態度,在指導課程設計時在設計前的準備、設計中的管理及設計后的總結中都進行精心的準備、組織和安排。
選擇好指導教師是非常重要的,它直接決定模電課程設計的成效。應選擇對模電理論比較熟悉、實踐技能比較好、責任心比較強的教師參加,不能因為要平衡工作量,而選用一些對模電理論不太熟悉、實踐技能比較差的教師,這樣做對學校、學生和教師都是不負責任的。這樣的指導教師往往處于很尷尬的狀態,學生也很茫然。學生作品出現實際問題教師不知怎么調,學生問的理論問題教師解決不了,只好硬挺或躲著學生。但這并不是說,年輕沒經驗的老師就不能上設計課。他們可以把模電理論好好復習,然后選擇一些設計題目反復做一下,積累一些經驗,經考核達到要求后再參加課程設計的指導。
(2)把好選題關
首先是審查指導教師所出的選題報告,選題報告應有明確的設計要求、設計目的和注意事項及所需的基本理論和主要參考書。題目應該是學生綜合利用所學的模電知識,再利用參考資料能設計出來的,最好是有聲光指示,可以提高學生的興趣。但要力戒花哨,禁止超范圍的設計題目,如利用數字電路做出的或者在網上等查處的高難度的電路。這樣的電路學生只是照圖焊接并未得到實益,教師和學生都不要有電路越復雜越好的攀比心理,要看學生是否得到實際利益,即要以有利于培養學生的職業技能和創新能能力為宗旨。選題的難度要有ABC等級,以適合不同水平的學生選做。選題也不宜過于簡單,比如有的題目是設計輸出電壓為12伏的集成穩壓電源,這樣的題目仿真、焊接及報告兩三個學時就完事,其他時間學生就浪費掉,學生在課程設計中也沒學到什么東西,最多就相當于一次模擬電路實驗。題目最好能綜合放大、振蕩、濾波、電源等模擬電子技術的基本內容,讓學生有抓手,即所謂“跳一跳夠得著”的內容,嚴禁過難和過于簡單的題目。一個指導教師(或兩位),所帶的學生是一大組,一大組中的所有題目盡量涉及模電所有內容,以便學生互相交流,全面復習和提升對模電知識的理解。
其次是學生選題,原則上學生要在教師出的題目中根據自己的學習狀況選擇適和自己的題目,但學生可根據自己的能力和愛好自選題目,自選題目的難度要適中,經過指導教師的允許。同時也要注意的是以往課程設計只允許每個同學選一個題目即“單選”,但對于能力較強的學生應支持和鼓勵他“多選”。同時要求一般學生不單單熟悉自己題目的設計方法,更要在課程設計期間熟悉其他學生的設計方法(至少熟悉同組的其他題目),可以不焊接電路只做軟件仿真。總之,選題要切合實際、分量適當、理論性要求高、技術性要求適當。
(3)把好時間關
課程設計時間選擇很重要,它關系到課程設計的質量。摸電課程設計可以選擇集中時間停課進行,也可以選擇不停課分散進行。集中停課進行可以安排在學期初,前三周進行。這樣在上學期的期末就應該把題目布置下去,學生在假期可以對模擬電子技術進行復習、查資料、簡單的設計等準備工作,開學就可直接進入正題。分散時間進行效果相對較好,缺點是戰線拉得較長,教師投入的工作量較大。但如果真正把課程設計搞好,還是應該選擇分散時間進行,如每周兩個晚上連續12周。學生可以有充足的時間對自己的設計進行完善。
(4)把好驗收關和成績評定關
建立三級驗收制度,即組內驗收,年級統一驗收,學院對各組抽查驗收。驗收時先由各組教師組織學生進行組內驗收,然后由基礎電子教研室組織年級驗收,最后由學院組織抽查驗收。這樣可引起學生和教師的充分重視,使應付了事的學生大大減少。驗收時可從選題的難度、設計的情況、焊接的質量、布局的好壞及原理的敘述和回答問題等方面進行。
實行兩級成績評定,即教師打分和學生打分。成績評定工作很重要,它不僅能反映出學生設計的好壞,而且影響學生的積極性,對以后的設計課程會產生積極或消極的影響。要讓設計好的學生得到好成績,讓不認真的學生不能蒙混下去。為此學生成績可以由教師打分學生打分兩部分組成,教師打分可占70%,主要有出勤成績、報告成績、作品質量成績和學生對設計原理的敘述及回答教師提的問題。學生打分占30%,主要反映作品是否是自己做的及該學生在組內協作的能力。
4.貫穿職業技能培養
在模擬電路課程設計中要始終強調培養學生的基本技能的訓練,如:原件識別與測試、常用儀器的使用、資料的查詢和電路的仿真、焊接技術、基本設計能力、設計報告基本寫作的訓練及設計可行性論證的語言表達能力等。
(1)設計能力培養
選完題目后,學生可以根據題目的要求,選擇合理的設計方案。方案確立后分組對方案進行討論,每位學生都要對自己的設計方案進行論證,這樣也鍛煉學生的邏輯思維和語言表達能力,同時也可以是學生之間互相借鑒,取長補短,也對其他學生的題目的設計有所了解。教師要對學生的設計方案細致的研究,提出改進措施。
(2)創新能力培養
模擬電子技術課程設計要有真正的設計內容,哪管是其中的一部分,絕不能變成電路組裝。如果學生只是按照教師給的電路或在網上找的電路進行組裝,調試成功后上交一個作品,那就意義不大。作品必須是學生自己利用模擬電路的相關知識設計出來的,當然教師要給予相應的指導,而不能布置完題目就撒手不管。退一步說,即使個別學生按照現成的電路組裝的,其中一定要再加一些自己設計的附加功能。否則就不能稱得上設計,也不能培養學生的職業技能和創新能力。
(3)動手能力培養
焊接技術是實踐技能的一項重要指標,指導教師首先要指導學生進行拆件練習,可用利用以往課程設計的廢板。拆集成電路元件時可首先讓學生練習使用傳統的吸錫線,熟練后再練習使用吸錫烙鐵進行拆卸。在正式焊接作品前,先指導學生利用舊板和拆下的舊件進行焊接練習,焊接出兩個作品后再進行正式作品的焊接。焊接前應該指導學生如何進行元件布局。
(4)解決問題能力的培養
設計好電路,經仿真成功后就可以焊接調試。學生在焊接時往往有虛焊、漏焊、錯焊等現象。學生沒有經驗,只能逐個元件地找,實在找不出來就只有重焊。重新焊接再不好使,學生就沒有辦法了,只有求助指導教師,這時指導教師往往代勞,幫助學生查出故障。這種做法是錯誤的,正確的方法是調試前就教會學生調試方法,教會學生如何診斷判斷故障和排除故障,讓學生自己調試,出現問題時教師給予及時的指導,這樣可以使學生少走彎路,并且鍛煉學生分析和解決實際問題的能力。調試完成之后,學生要及時總結分析問題的經驗,提高對模擬電子技術課程設計的認識,為解決其他設計課中出現的問題奠定基礎。
5.結語
課程設計是學生完成學習―構思―設計―實現的工程訓練過,是培養工程師的最初步的訓練內容。要做好模擬電路課程設計,需要先做好思想工作,讓教師和學生充分重視,要制定一套嚴格的管理運行程序,選好教師選好題目,選擇好時間,抓好三級驗收、兩極成績評定和總結工作,這樣才能保證模擬電路課程設計的質量,為學生后學設計課程起個好頭,為學生創新能力和職業技能的培養奠定基礎。
參考文獻:
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[4]蔡方凱.電子信息類實踐教學模式改革的探索[J].實驗科學與技術,2009,7:95-98.
關鍵詞:電子技術;課程設計;教學改革
作者簡介:成開友(1963-),男,江蘇鹽城人,鹽城工學院電氣工程學院,副教授。(江蘇 鹽城 224052)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)08-0045-02
“電子技術課程設計”是學完“模擬電子技術基礎”和“數字電子技術基礎”后配套的重要實踐性教學環節,是實現基本理論知識和實際工程相聯系的橋梁。學生通過“電子技術課程設計”可以將課堂上學到的理論知識與實際應用結合起來,不僅可以鞏固及加深對基本理論知識的理解,還對學生動手能力和創新能力的提高起著十分重要的作用,并培養了學生正確的科學態度和科學精神。鹽城工學院電類相關專業的學生都進行電子技術課程設計。為了更好地培養學生的動手能力和創新意識,學校對這門課程從內容到形式進行了有效的探索和改革,取得良好的實際效果。
一、傳統課程設計中存在的主要問題
1.課程設計的題目少,內容單一、陳舊
以前,課程設計只有一個題目而且年年如此,后來改為三個,但還是太少,內容也陳舊,學生根據自己的興趣愛好可選擇的題目不多,致使學生的設計積極性不高。由于老師對設計任務給的太細,學生可發揮的空間就小,在進行預設計時難免會有學生相互抄襲的現象,不能更好地調動學生設計的積極性。
2.教學形式呆板
過去擔心學生受能力的限制在規定時間內完不成設計任務,所以在課程設計開始教師總是詳細講解,并且給出具體的設計資料,將學生限制在教師指定的范圍和指定的器件內,結果在同一個課題上學生給出了相同的設計方案,不利于發揮學生的主觀能動性。
3.成績的評定缺乏規范性
建立完善的成績評定體系是保證課程設計教學質量的關鍵。以往的評定方法只看做出試驗結果的快慢和課程設計報告的內容,不顧過程,其弊端是教師的主觀性較大,評定的標準不能具體量化,很難真正反映學生的真實水平。
二、改革的方法
1.設計題目及內容的改革
對于“電子技術課程設計”題目的選擇尤為重要。首先,設計的題目要夠多,這樣學生的可選擇性才夠大;其次,設計內容要新穎有趣,有一定的使用價值,每個題目都可以鞏固學習電子技術課程重要的知識點,比如:電壓超限報警電路的設計可鞏固學習比較器和555電路以及各種邏輯門的使用;編碼電子鎖的設計可鞏固學習觸發器和門電路;多路數據巡回檢測電路會用到包括寄存器、計數器、數據選擇器和數據分配器等多個中等規模集成電路的內容;廣告燈控制電路包括了可逆計數、逐位顯示和蜂鳴報警電路等單元部分,會用到顯示譯碼器、計數器和555電路等電子知識。指導教師在告訴學生設計題目的同時還要把實驗室的現有資源給學生講清楚,學生可在這些限定的條件下進行設計,比如:實驗室可提供的觸發器只有D觸發器,邏輯門只有與非門。這樣,學生在設計過程中用到其他的觸發器和邏輯門時可以相應地改成實驗室已有的器件。這就要求他們要熟練地掌握課本上的理論知識,能夠隨機應變。當然如果實驗室確實無法提供器件,也要鼓勵學生自己去購買,這使得他們熟悉了更多新型電子器件的規格和功能,提高他們親歷親為的能力和學習興趣。
2.預設計方案的確立
進行預設計時要鼓勵學生用模塊化的分析和設計方法進行設計。學生通過查閱資料,根據設計要求自行確定實施方案,給學生提供更大的自,使學生能夠相對獨立地進行實踐,充分揚其所長。由于學生受到知識面的限制和其他主、客觀原因的影響,初步的設計方案難免存在遺漏和錯誤,教師要對學生的設計進行把關,保證他們的設計能實現基本功能。同時,也可通過集體答疑的方式組織學生公開講解設計方案,讓學生互找問題、討論解決方法,從而達到優化設計方案的目的。這些方法增強了教學的互動性,同時也為學生提供了充分發揮個人能力的空間,調動了學生們學習和創作的積極性。初步的設計方案確定以后就要進行仿真實驗。Multisim是非常適合模擬/數字電路仿真的軟件,它提供了大量的仿真元件模型,且儀器儀表種類之多是很多電子實驗室無法比擬的。通過Multisim進行功能仿真可以發現一些設計中存在的問題,進一步優化設計方案,同時增強了學生學習的興趣,加深了學生對理論知識的理解,提高了學生的實踐能力,也使學生掌握了電子仿真軟件的使用方法,為后續課程學習打下良好基礎。最后,學生把初步的設計方案上升到理論的高度,寫出一份詳細的預設計報告,包括設計題目、設計任務、總體方案的設計、單元電路的設計、元器件的選擇與參數計算,畫出總體電路圖,列出所用元器件的詳細列表和參考文獻。這樣,做到設計思路清晰明了,為后面的安裝調試做好充分的準備。
3.安裝調試
按照自己的設計方案進行安裝調試,是學生非常期待也是最能得到滿足感的一個環節。按照預設計報告中元器件列表領取器件,然后分模塊進行安裝。在這個環節指導教師要引導學生注意整體布局的美觀、規范,比如:電源線和地線要分開,各成一列,并分別用不同顏色的導線進行區分。在確定安裝無誤的情況下進行通電調試。在調試階段,有些學生只要發現實驗結果不對就手忙腳亂無從下手,指導教師要引導學生從信號輸入的一端開始逐個模塊進行調試,排除故障的方法要從大范圍到小范圍,最終找到故障的確切地點。在調試過程中要啟發學生自己查找、分析原因,找到解決的方法。通過調試使學生加深對電路工作原理的理解,學會調試電路查找故障的方法。調試完畢后,不要馬上拆線交給老師完事,指導老師要鼓勵學生用調試好的電路做實驗,例如:可以對單元電路的輸出進行實際的測算,并跟理論分析結果進行比較,進一步理解電路的特性。這樣做可以通過課程設計為學生提供鍛煉的平臺,提高學生的實踐能力和學習積極性。
4.撰寫總結報告
總結報告是學生對課程設計全過程的系統總結,不能等同于平時的實驗報告,因此,學生應按規定的格式進行書寫。總結報告的圖紙要規范,所有圖紙都按工程設計標準嚴格要求。這樣可提高學生的方案表達能力、工程制圖能力和科技寫作能力等基本綜合素質,為畢業論文的書寫打下基礎。
5.建立完善的成績評定體系是保證課程設計教學質量的關鍵
在注重結論正確的同時,應該強調整個設計方案實施的全過程。成績評定包含五個部分:一是預設計方案的正確性與合理性及仿真的結果,占總成績的25%;二是實驗動手能力(包括安裝工藝水平、儀器使用、調試過程中分析和解決問題的能力以及創新精神等),占總成績的30%;三是學生的答辯情況,占總成績的10%;四是設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神,占總成績的10%;五是總結報告(包括方案的論證、調試過程中出現的問題及解決方法、數據處理、結果分析、收獲和體會等)占總成績的25%。這樣一種相對完善的成績評定體系使學生在課程設計的任何一個環節都能認真對待,提高了學生學習的積極性和主動性。
三、改革的效果
1.培養了學生對設計性實驗的興趣,增強了學生動手實驗的信心
由于設計題目與實際緊密聯系,充分調動了學生的學習熱情和自覺性,學生在獨立完成電路后興奮不已,很多同學對自己設計并調試成功的電路愛不釋手。
2.提高了學生多方面的能力
在動手實踐設計過程中,學生們從通過查找資料給出預設計方案到互相配合著進行安裝調試,最終得出實驗結果,每一環節都發揮了他們的主動性和創造性,提高了分析和解決各種問題的能力以及相互合作的能力。
四、結束語
課程設計時間雖短,但在培養學生學習興趣和實踐創新能力方面成果顯著,為了保證電子課程設計順利高效進行,除了老師的正確指導外,還需要先進的實驗室設備和器件的配置,并希望以后能夠建立完善的實驗室開放系統,將專業實踐課程科學合理地進行整合,開設綜合性的大實驗,以達到更好的教學效果。
參考文獻:
[1]粟田禾.電子技術基礎課程設計的教學改革與實踐[J].高職教育研究,2006,(2).
[2]李志強,等.數字電子線路課程設計的教學實踐[J].西北職教,
【關鍵詞】電子技術 課程設計 教學改革
電子技術課程設計是繼“模擬電子技術”和“數字電子技術”課程之后的重要實踐性環節,對培養電子信息類學生的實際動手能力和創新能力有著重要的作用。該課程的基本任務之一是鞏固和加深學生對“電路原理”“模擬電子技術”“數字電子技術”和“電子技術基礎實驗課”中所掌握的實驗技能,另一方面是培養和訓練學生的科研作風及在電子技術方面的實踐技能,提高學生綜合運用電子技術知識解決實際問題的能力和創新能力。
學生針對三位半數字萬用表,通過熟悉查找資料、設計電路、計算機仿真、安裝調試、性能分析與改進等環節,初步掌握常用電子產品的一般設計方法和步驟,體會電子產品的設計和調試過程,為以后的專業知識學習、綜合實習、畢業設計、從事生產和科研工作打下一定的專業基礎。
一、課程設計改革的目的
電子技術課程設計一般安排在大二下學期進行,考慮到該階段的學生已經具備一定的數字電路和模擬電路的基本知識,因此該課程要求學生設計并制作一個具有實用價值的電路[3]。這個階段的學生對于電路設計一般只有一個模糊的認識,工程意識淡薄,對電子元器件的實際功能和電子產品設計步驟沒有清晰的認識,工程實踐能力不強,缺乏開發、設計的創新能力與意識。在前期的電子類相關課程實驗中,大部分實驗的電路功能單一,只能夠簡單的、被動重復教師講授或者書本上面的理論,電路功能和生活中使用的實際電子產品的電路有一定的距離,學生的興趣得不到足夠的激發。在電子技術課程設計的教學過程中,我們通過引入實際實用電子產品三位半數字萬用表的設計與制作,可使學生加深對基礎理論知識的理解,掌握技術的關鍵點,培養動手能力、設計思維能力和創新能力,激發學生的學習興趣,提高學生綜合素質,尤其是對于提高大學生的工程素養具有重要的作用。因此該課程的改革對提高電子技術課程設計的教學質量,充實電子技術課程設計的教學實踐內容具有十分重要的現實意義。
二、課程設計改革的方法
在“電子線路課程設計”的具體實施過程中以實際實用電子產品三位半數字萬用表為核心,通過三位半數字萬用表各部分功能電路理論的講授,使學生對基于模數轉換芯片的三位半數字萬用表的工作原理有一個清晰的認識,同時,自主設計并制作一塊三位半數字萬用表,進而達到增強學生實踐能力、培養學生工程素養、激發學生對數字模擬電路設計應用的興趣。具體的教學改革方法包括以下四個方面:
1. 充實“電子技術課程設計”的實踐教學內容
近年來,隨著各專業課程體系改革的推進,專業培養計劃以及相應教學大綱的調整與修改,同時考慮到學生進行電子技術課程設計時的理論水平的局限性和后續單片機技術、DSP技術、EDA技術、嵌入式系統等其他電子技術課程的教學安排,我們在電子技術課程設計實踐教學內容的設計中,應該改變以往單一功能電路的設計,引入和現階段大學生水平相適應的實際電子產品的設計與制作,激發學生的學習興趣,培養學生動手解決實際問題的能力。
本實施過程中,我們通過引入實際實用電子產品三位半數字萬用表作為課程設計的主要內容,并編寫相應的配套“電子技術課程設計指導書”。主要內容涉及電壓(交直流)、電流(交直流)、電阻、電容、三極管、二極管等的測量電路的原理,雙積分A/D轉換器的應用,線性運放的應用,正弦波的生成電路,自動關機電路,LCD的驅動等。充分考慮到學生的知識結構,讓他們通過該課程的學習,加深數電、模電等基礎理論知識的理解與應用。
2. 改革“電子技術課程設計”的教學方法與教學手段,注重理論結合實際
在以往的課程設計中,部分學生學習興趣不高,存在混學分,完成任務的心態,對于實踐過程中涉及的電路原理,存在知其然,不知其所以然的問題。為了改變這種情況,在本次改革的實施中,我們制作了很多配套的多媒體教學課件,加強理論知識的講授,使學生在明白三位半數字萬用表各部分電路原理的基礎上,對各部分電路進行獨立焊接調試,并對調試好的電路進行測試,注重電路重點部分的輸出,并教會學生調試數字、模擬電路的基本方法;同時,通過改變部分電子元器件的參數,觀察該參數對數字萬用表精度的影響,進而加深學生對電路原理的理解。另外,指導教師還應該指導學生利用EDA電路設計仿真軟件,例如,Protel電路設計軟件,結合課程設計的內容,來拓展學生的知識面和電子產品設計能力,激發學生的學習興趣,增強教學的靈活性,使學生的工程素養得到提高。
3. 增加教學互動,引導并激發學生解決實際問題的興趣與能力
在“電子技術課程設計”的進行中,學生不可避免地會遇到各種實際問題,指導教師應該針對問題的難易程度,有針對性地指導學生課外去查閱相關資料,并積極地參與到學生解決問題的過程中去,及時糾正學生錯誤的解決問題的思路與方法。嚴格要求學生認真對設計過程中遇到的問題進行分析、反思和總結,發現并反思自己設計過程中的不足,找出努力的方向。另外,指導教師還應該組織對學生遇到的問題定期的進行總結與歸納,并整理成相應的“Q&A”文檔,通過課程電子郵件或課程主頁在網上,供學生學習與參考。
4. 注重軟件仿真與實際電路調試相結合
由于計算機軟件和硬件技術的飛速發展,在電子應用領域產生了很多成熟的開發與仿真軟件,例如EWB、ORCAD、PSPIC、Muhisim等。在本課程的理論講解階段,引入電路仿真,讓學生對電路的輸入輸出,以及電路參數對整個電路結構性能的影響有一個大體的了解,等學生焊接完成該部分電路后,實際測試電路的輸出,進而比較軟件仿真的輸出和實際測量之間的差距,分析其原因,并通過多次改變電路的參數和輸入的方式進行綜合分析,加深學生對電路的理解。尤其適當仿真軟件輸出和實際測試輸出出現較大的差距時,引導學生去查詢相關資料,分析該現象的原因,并形成相應的文檔,共享給所有的學生。在本課程改革選用的三位半數字萬用表的模擬電路部分尤其需要如此,特別是其中的電容測量電路,涉及正弦波的發送、放大、濾波等電路,這部分電路軟件仿真和實際輸出存在一定的差距,要著重引導學生去分析每一小塊電路出現誤差的原因,以及如何改進,還要讓學生學會判斷仿真輸出和實際輸出在什么樣的范圍內是合理的。
仿真軟件在理論分析方面具有強大的功能,而實物連線除了讓學生更熟悉元器件及其性能之外,更加讓學生對元器件的誤差以及因此可能引起的誤差或錯誤的原因產生更深的體會,這些都是在課本以及“電子技術實驗”等課程中不能收獲的。
結束語
通過實踐,我們發現這項教學改革效果十分明顯。教師們精心準備的題目引起了學生的極大興趣,可以將學生前期學習到的理論知識進行實踐,加深數字電路和模擬電路知識的理解,尤其是通過實際電子產品三位半數字萬用表的設計與制作,可以激發學生對實際遇到的問題的思考,提高學生的觀察能力和實際動手能力,進而增強學生的學習興趣;通過理論結合實際,培養學生的開拓性思維和創新意識,提高學生的綜合素質。
【參考文獻】
[1]粟田禾. 電子技術基礎課程設計的教學改革與實踐. 高職教育研究,2006(2).
[2]姚青梅等. 電子技術課程設計的教學改革與實踐. 天津工程師范學院學報,2006(4).
關鍵詞 課程設計 光電子學 教學 實踐
中圖分類號:G642
文獻標識碼:A
光電子學是光信息科學與技術專業一門理論與實踐并重的專業基礎課,是后續專業課程學習和畢業后從事光電類研究和開發重要基礎。圍繞“厚基礎、寬口徑、高素質、強實踐、重創新”的人才培養模式,除了開設光電技術實驗外,我們還開設了光電子學課程設計。與光電技術實驗相比,光電子學課程設計更能發揮學生的主動性和創造性,學生通過課程設計過程對教學內容進行綜合應用,而且把已經學過的激光技術、工程光學、物理光學、數字電子技術等相關課程的理論知識綜合應用于課程設計,加強了學生的綜合實踐訓練,知識應用能力明顯提高。
1 課程設計的教學組織及實施
1.1 課程設計題目的選定
課程設計一般教學時間較短(2周左右),在這么短的時間內,如何有效培養學生將理論知識運用到實踐中去的能力是一個值得探討的問題。盡管學生對光電子學、激光技術、物理光學等相關課程的理論知識有所掌握,缺乏應用于實際的訓練,難以進行復雜的系統設計。因此,在突出課程重點內容的基礎上將知識面適當拓寬,著重于學生基本技能的培養,設計的題目難易適中,不宜過大過于復雜,以便讓學生有一個循序漸近的學習過程。另一方面,課程設計在選題上應考慮到與當前應用領域和產業的充分結合。設計題目具有一定的實用價值,激發學生學習的主動性、積極性。為保證每個學生都有一定的工作量,達到訓練效果,根據學生人數擬定題目,每個題目最多三個學生。學生根據興趣自由選題,題目選定之后,根據設計題目的內容和任務進行小組討論,明確個人分工,以便于進行考核與檢查。
1.2 課程設計的實施
根據課程設計題目的內容和任務,學生通過文獻調研,運用相關理論知識對設計題目進行分析,經過組內討論,提出相應的設計方案,說明設計原理,對設計方案進行理論、仿真或實驗等相關分析,記錄相關實驗現象、實驗數據、遇到的問題以及解決方式等詳細資料,分析設計的可行性,對原來的設計方案進行優化或更改。
1.3 課程設計的考核
課程設計的成績分為平時成績、設計報告和答辯三部分。平時成績主要考核學生出勤、進度、學習態度、資料占有量等總體表現,占總成績的20%。設計報告主要考核學生的設計報告,如設計原理的論述,方案的論證,結果的分析,書寫格式等方面,占總成績的60%。答辯主要考核學生掌握知識的準確程度、熟練程度、口頭表達能力,占總成績的20%。在評定成績時,我們還參照每個學生在小組內的具體分工,根據承擔工作量的多少進行成績劃分。
2 目前存在的一些問題
我校光信息專業建設起步較晚,課程設計教學過程中還存在一些問題,需要借鑒其他院校的教學模式,結合自身特點進行教學改革。(1)課程設計是在理論課講授結束后進行的,兩者沒有有效地銜接;(2)課程設計題目是老師制定,沒有有效發揮學生的主動性和創新性;(3)制定更加詳細的評分標準,完善考核體系;(4)師資力量薄弱。
3 課程設計教學改革的一些舉措
3.1 加強專業課教學與課程設計的銜接
課程設計光電子學課程結束之后進行的,專業課教學與課程設計教學有意識地融合與銜接十分重要。在課堂理論知識教學過程中,廣泛收集資料,結合光電技術的實際范例詳細剖析光電子學基本原理的應用,使枯燥的專業課教學變成類似于“案例教學”,激發學生的學習興趣,還可以啟發和引導學生理論聯系實際。在專業課理論教學階段,把課程設計的題目、任務和設計要求等相關信息作為案例告訴學生,讓學生帶著問題去學習,加強理論教學與課程設計的聯系。因此,課程設計不再是兩周時間,而是貫穿于整個專業課學習階段,學生在課堂教學中對課程設計已經具有初步的認識和準備,進入課程設計后,節省了課程設計時間,學生有更多的時間對設計題目進行思考,設計方案更加優化,有利于學生創造性的發揮。
3.2 發揮學生的創新性,進行自主選題
課程設計具有很強的實踐性,是學生將理論應用于實踐的一次訓練。因此,在制定課程設計題目時應與實際應用相聯系。在教師制定課程設計的同時,可以組織學生根據自己的興趣愛好自主制定設計題目,鼓勵學生利用教材、文獻、專利等相關資料,進行獨立思考,拿出自己設想與方案。
3.3 完善考核體系
課程設計不同于專業課教學,強調的是學生的實踐能力。如何監控教學過程,客觀反映學生的學習成果,成為教學質量保障的重要問題。我們將課程設計的成績分為平時成績、設計報告和答辯三部分,并制定了相應的評分標準。學生需認真填寫考勤表,詳細記錄自己遇到的問題和解決過程,填寫小組討論記錄表,每個學生在課程設計期間的表現被如實記錄,盡可能消除個別學生完全不動手的情況,讓每組所有的學生都參與到課程設計中來。綜合設計題目之間的差異以及學生課程設計的學習過程對學生課程設計的成績進行評價。既激發了學生學習的積極性和主動性,又規范了教師的教學活動,有效保障了教學質量。
3.4 加強師資團隊建設,增強課程設計的指導
教師指導是保障課程設計教學質量,提高學生實踐能力的關鍵環節。在課程設計教學過程中,教師應起到組織、引導、檢查以及解決問題的作用。教師要及時掌握每組學生的課程設計狀況,參與小組討論,在鼓勵學生發揮主動性的同時,給予正確的引導,幫助他們解決疑難問題,以保證課程設計教學質量。
4 結束語
光電子學課程設計是培養學生實踐能力的重要環節。結合本校光信息科學與技術專業的教學體系現狀,我們對光電子學課程設計的組織模式進行了初步的改革與實踐。在課程設計中盡可能調動學生的主觀能動性,從課程設計的選題、設計內容的實現與總結答辯,都由學生自己完成,取得了較好的實踐效果,提高了學生理論聯系實際的能力。但仍然存在一定問題,在今后的教學中還需不斷探討,進一步提高課程設計的質量。
參考文獻
[1] 閆秋會,南曉紅等.課程設計教學模式的研究[J].西安建筑科技大學學報,2008(4):94-97.
關鍵詞:課程設計;數字電子技術;EDA;實驗平臺
進入 21 世紀以來,隨著微電子技術、電子技術和計算機技術的飛速發展,數字電子技術及其應用向著更為深入、更為廣泛的層次擴展。 電子產品的設計周期和上市時間日益縮短,電子產品的功能更加豐富,性能更加優良,由此推動了電子系統設計技術向電子設計自動化 EDA 方向發展,并且對 EDA 技術及其應用提出了更高的要求。
1.課程設計的背景
中國石油大學(華東)的“電工電子學”課程是“國家級精品課程”,以著重培養學生的系統觀念、工程觀念、科技創新等基本素質為教學方針。 多年來在教學和科研中緊跟電子技術發展的每一個關鍵時刻,教學組的教師都適時地對內容體系和教材進行更新和完善,堅持不斷進行課程改革,取得了豐碩的成果。“數字電子技術課程設計”是為大二學生暑期開設的一門必修課程,它是“數字電子技術基礎”和“電子技術實驗”等課程的后續課程,主要以培養學生的實踐能力和創新精神為目標,加深學生對理論知識的理解,切實提高動手和解決問題的能力。
2.課程設計的選題
針對電子專業的特點,我們在數字電子技術課程設計部分采用了“基于復雜可編程邏輯器件(CPLD)實現電阻、電感、電容的測量” 這一題目。 測量工作原理是將被測量轉換成頻率,由CPLD 實現頻率的計算, 并轉換成被測量信號后輸出顯示 。 電阻、電感、電容經過轉化電路,完成電阻/頻率(R/ F)轉換,電容/頻率(C/ F)轉換,電感/頻率(L/ F)轉換。用 CPLD 測量其頻率,具體功能分塊包括:多路選擇開關、分頻器、時間閘門計數器、測量計數器等。頻率測量的主要部件是一個帶門控計數端的計數器(測量計數器),被測信號(被測頻率)由此計數器計數。 如果門控計數器的開門計數時間恰好為 1 秒,則測量計數器的計數值就是輸入信號的頻率。 若改變開門計數時間,即可改變頻率測量的量程。 如開門時間為 0.1 秒,則量程為×10,開門時間為 0.01 秒,量程為×100,開門時間為 0.001 秒,量程為×1000。由計數器的數值即可換算電阻、電感、電容的大小。本課題要求設計一個測量電阻、電感、電容的 4 位十進制數字顯示的數顯儀表,根據頻率計的測頻原理,由測頻量程需要,選擇合適的時基信號即閘門時間,對輸入被測信號進行計數,實現測量的目的。 其數顯測量范圍為 0-99990Hz,滿刻度量程分為 9999、99990 兩檔,手動轉換量程,當輸入計數值大于實際量程時有溢出指示。
3.課程設計的實現
(1)按照現代數字系統的 Top-Down 模塊化設計方法,提出數字頻率計的整體設計方案,并進行正確的功能劃分,分別提出并實現控制器、受控器模塊化子系統的設計方案。
(2)針對 isp LEVER 的 EDA 設計環境 ,采用 VerilogHDL 語言,完成受控器模塊(測量計數器)的設計,并采用 Abel 語言編程進行仿真。
(3)在 isp LEVER 的 EDA 設計環境中 ,完成基于 Verilog 語言實現的控制器模塊(閘門計數器,量程開關,選擇開關)的設計,并采用 Abel語言進行仿真。(4)基于 isp LEVER 的 EDA 設計環境 ,采用 Verilog HDL 語言或原理圖,完成頂層模塊的設計并采用 Abel 語言編寫測試向量文件進行仿真。
4.結束語
通過課程設計的鍛煉,學生可以增強綜合分析問題及解決問題的能力,激發學習興趣和潛在的能動性。 有學生在總結報告中寫道:“通過這次課程設計, 我切身體會到給出一個命題,利用 Verilog 語言編程實現這個命題,并利用軟件模擬仿真,看功能是否得以實現的全過程。 一方面學到了許多新知識,另一方面使我們對數字電子設計的全過程有了一個全面的了解,同時也深刻感受到利用 EDA 軟件實現電子設計的強大優勢。 這樣的課程設計很適合我們,使我們受益匪淺”。
作者:張勇 張冬至 單位:中國石油大學信息與控制工程學院
參考文獻:
西方發達國家從中小學教育開始就注重培養學生們的學習興趣和動手能力。在美國,家庭常備有用做實驗室的房間,父母從小就注重培養孩子的實踐能力和興趣愛好,在這方面有投資預算,給孩子們一個認識自我、發現自己興趣所在的平臺。在英國,課堂的教學內容經常延伸到教室外,比如上植物學課程就帶領學生們去觀察各種植物;上歷史課,就幾個學生組成一個組演繹歷史劇情,每次課的內容是充滿實踐的,學生們也并不感到疲憊,教師在必要的講解后主要是學生在完成實驗或者項目,讓學生用所學知識解決實際問題,在用中學習。這些先進的教學理念值得中國教育工作者們借鑒。
二、基于專題作業和課程設計的實踐性教學
在模電課程中,除了布置與理論教學同步的習題作業外,根據教學進度擬定若干專題作業和課程設計題目,專題作業和課程設計與理論教學同步,并注意這兩方面在教學進度上的配合。本文以2013學年模電課程的實踐教學環節設計為例,介紹該實踐教學方法的基本內容和教學體會。
1.電路仿真專題作業模電課程的第一次課用1學時左右介紹電子電路仿真軟件的使用。目前很多電路仿真軟件提供了大量虛擬儀器,有一般實驗室配備的電壓表、電流表、萬用表、雙通道示波器、信號源等,此外還提供一些虛擬儀器,如波特儀等,學生在使用該軟件的同時也對電子測量儀器有了全面的了解,擴展了知識面。教師可以現場演示,完成一個簡單電路的原理圖繪制、仿真和結果輸出。模電課程有較多結論可由仿真實驗驗證,如放大電路靜態工作點、輸入電阻、輸出電阻、電壓增益等。在課程前期,講解了二極管應用電路之后,布置一個電路仿真專題作業,將書內的內容用軟件進行驗證。要求學生上交電路原理圖,以及電路仿真輸出和結果分析。經過這個專題作業的訓練,學生們基本掌握了仿真軟件的使用,并可以用于之后的課程學習中。
2.單元電路分析與設計在期中階段,學生已經掌握了多級放大電路、功率放大電路等理論知識,但書本知識限于篇幅,主要講解直流分析、交流分析及各種參數,以分析為主,這時布置一個單元電路分析與設計的課程設計題目,如設計一個多級電壓放大器,滿足電壓增益、輸入阻抗、最大輸出電壓、截止頻率等指標,要求學生提交設計報告。學生們先進行電腦仿真設計,然后在模電實驗箱上搭建電路,確定無誤后選擇電子元器件和萬用電路板,然后進行調試和修改,撰寫設計報告。這個課程設計可由幾名學生組成小組合作完成,在相互交流中得到知識理解和動手能力的提升。
3.功能電路設計及制作在模電課程的后半期,布置一個綜合性的功能電路設計與制作題目,包含模電課程的重要知識點(放大器、濾波器、信號發生和處理電路、穩壓電源),給出一些題目供學生選擇,如變調門鈴、直流穩壓電源、函數發生器、數字萬用電表、音樂彩燈“模擬電子技術”課程實踐性教學改革探索控制器,要求學生組成項目團隊,將該設計與制作作為一個項目進行。該項目完成后,安排時間讓各位同學以小組為單位上臺展示自己的設計和實物作品,總結在設計制作過程中遇到的問題以及解決辦法,鼓勵同學對演講的同學進行提問,教師負責掌控課堂秩序和提出問題,把學生解決問題的思路和方法進行歸納總結,把敘述不充分的部分從理論的高度進行闡述完整。在這個課程設計中,學生完成了電路仿真設計、制作、撰寫報告、答辯等一系列內容。
三、需要注意的問題
1.學時安排問題在總學時不變的情況下,增加實踐性教學內容必然會占用理論教學學時,如果處理不好會顧此失彼。在理論教學中,應以理論夠用為度。對于一門課程,總是可以分出主干部分和細枝末節部分。對主干部分應詳細講解,對枝節部分則引導學生自學,在實踐中鞏固理論,用理論指導實踐,使學生掌握理論知識的同時,提高實踐能力和創新能力。
2.傳統教學手段與多媒體設備的合理運用對于理論難度大而需要詳細講解的部分,應采用傳統的板書方式,教師和學生一起努力,完成數學公式的推導、難點的理解,使學生聽后印象深刻,思維節奏也容易跟上老師的節奏;而對于難度較小的內容,可以充分利用多媒體課件講授,使用課件可以使講課內容形象生動,并且可以提高授課的效率。傳統教學手段與多媒體課件各有所長,二者合理搭配可以解決教學信息量大、課時有限的矛盾,并可以收到良好的教學效果。
3.專題作業和課程設計的選題由于教學時間有限,在專題作業和課程設計的選題方面應緊貼理論教學內容,注意控制題目的難度。由于學生處于大二階段,學生的專業知識較少,選題除了要緊密結合理論教學內容外,還要注意趣味性,難度以學生們適當擴展知識就可以實現為度。否則不僅難以調動學生的學習興趣和積極性,反而會起到相反的作用。
四、總結
一、在《電子線路板設計與制作》課程教學中引入項目教學的必要性
《電子線路板設計與制作》是應用電子技術專業的一門核心課程,是專業技能培養與職業素質拓展的重要環節。本課程主要以企業真實電子產品的設計與制作任務為載體,面向應用電子技術專業的電子線路板生產、電子生產工藝管理、產品研發助理等崗位設置的課程。本課程重視學生在校學習與實際工作的一致性,根據學生特點、課程目標和校內外教學條件,在教學實施過程中為了更好地提高本課程的教學效果,有針對性地采取集中教學、分組實施、工學交替、任務驅動以及項目教學的組織形式。通過不斷加強學生實踐技能訓練,實現高職教育高端技能型專門人才的培養目的。
項目教學法起源于美國,盛行于德國,適合于高職教育。所謂項目教學法是指將傳統的學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目,圍繞著項目組織和展開教學,使學生直接參與項目全過程的一種教學方法[1]。學生在完成指定學習項目的同時,應用相關知識,在實踐的第一線培養解決問題的綜合能力。在項目教學中,學習過程成為人人參與的實踐活動,注重的不僅是最終結果,而是整個項目的學習和完成過程。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程所要求的專業知識和技能,體驗創新的艱辛與樂趣,培養分析問題、解決問題的能力及協作能力和團隊精神等。針對高職學生的職業要求,《電子線路板設計與制作》課程的項目教學,主要以培養學生的創新能力和創新精神、良好的職業發展能力為主旨,以行業科技和社會發展的先進水平為標準,充分體現項目教學的規范性、先進性和實效性。
二、基于項目教學的《電子線路板設計與制作》課程設計的理念
(一)開發校企合作的項目化課程
高職院校的社會功能是服務社會地方經濟的發展,其主要方式是進行校企合作培養行業以及社會經濟發展所需要的高端技能型專門人才。因此,在學生的專業核心能力的培養方面一定要能夠堅持基于行業企業的典型工作任務來實施教學。本課程通過對行業企業的典型工作崗位的調研,整合了電子行業對于人才專業技能以及綜合職業能力的各項要求,通過學校教師、企業專家等進行深入研究與探討,共同開發了適合學生學習,滿足企業職業技能需求的六個學習情境,形成了完整的項目化課程。
(二)構建工作過程行動導向教學模式
在《電子線路板設計與制作》課程的教學模式中,采用了基于工作過程行動導向的教學模式。課程設計的學習情境內容都是來源于企業的實際產品的開發與制作過程。在教學過程中,首先應用項目設計任務書的形式對學生進行項目任務的布置以及任務分解。按照資訊、計劃、實施、檢查、評價的步驟進行電子產品的設計。然后通過對產品的功能需求分析,對設計的任務進行直觀的理解,根據設計產品的特征進行產品設計的計劃,并根據計劃進行任務實施,在規定時間內設計完成的產品通過自查、互查以及教師查閱的方式進行產品功能的檢查與分析,最后進行項目實施結果的評價分析,總結本次項目設計的得失以及完成情況等。實踐證明,其構建了完整的工作過程行動導向教學模式,教學效果顯著提升。
(三)推進學生為主、教師為輔的教學過程
在《電子線路板設計與制作》課程教學過程中,堅持教師主導、學生主體的教學理念。在電子產品的設計與制作過程中,教師主要是引導學生進行項目任務的分析,進行設計流程以及設計工藝的指導。對學生設計過程中的重點難點進行剖析,對設計中的相關注意事項進行總結歸納等。
(四)工學結合提高學生的綜合職業素養
在《電子線路板設計與制作》課程實施項目教學過程中,引入了企業的實際產品,如通過脈沖點火器的設計與開發,培養學生進行單面板繪制的專業能力,通過歐式電烤箱的線路板設計,培養學生進行雙面線路板設計所需要具備的工藝理念,而相對比較復雜電子產品單片機最小系統的電路設計,培養學生解決實際工業產品設計的綜合職業能力。
三、基于項目教學的《電子線路板設計與制作》課程設計的內容
為了保證學生今后就業時能夠很快勝任應用電子專業技術崗位的需求,在教學實施過程中以教學效果最優化為目的,以產品的設計與制作過程為導向,緊密結合應用電子專業人才培養方案,在與校企合作的技術專家經過反復研討后,選擇了貼近合作企業實際的6個典型項目作為教學內容,項目教學規劃如表1所示。設計6個學習項目的最終目的是為了實現學生職業能力的可持續發展,如表2所示。四、基于項目教學的《電子線路板設計與制作》課程設計的效果通過項目教學法在《電子線路板設計與制作》課程中的實施,教學效果顯著提高,一方面由于教學情境內容都是采用企業的實際產品,充分調動了學生學習的積極性和激情,學生電子產品的設計與制作能力得到明顯增強。另一方面由于采用企業典型的工作任務,學生在學習過程中能夠掌握實際的電子產品的開發流程、生產工藝以及設計技巧等,對于學生綜合職業能力的培養具有一定的現實意義。