時(shí)間:2023-03-01 16:21:09
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇電子課程設(shè)計(jì)總結(jié)范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
在科技高速發(fā)展的今天,電子技術(shù)在人們的生活、學(xué)習(xí)、科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。因此在大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中,教師如何教好,學(xué)生如何學(xué)好這門課程也成為值得我們探究的問題。
1電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)介紹
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是繼“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”課程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后進(jìn)行的一個(gè)非常重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)的目的旨在學(xué)生掌握和具備電子技術(shù)基礎(chǔ)知識與單元電路的設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)之上,能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握電子電路系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法[1-3]。我院電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開設(shè)的,該課程開設(shè)在第四學(xué)期,也就是大二的最后一個(gè)學(xué)期,而學(xué)生在第三學(xué)期剛學(xué)完模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程。有了這兩門課程做基石,給電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的順利完成打下了良好的基礎(chǔ)。接下來,以我院物聯(lián)網(wǎng)工程13本1班的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)施為例,對該課程的實(shí)施情況進(jìn)行分析和總結(jié)。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排表。
2電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的實(shí)施過程
2.1確定題目
在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生可以自主選擇課題,并對課題的基本要求和擴(kuò)展要求加深理解。然后,學(xué)生就要通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)等多種途徑查閱與課題設(shè)計(jì)相關(guān)的資料,積累與課題相關(guān)的知識。物聯(lián)網(wǎng)13本1班共有44人,教師組總共給出30個(gè)題目,每個(gè)題目都有擴(kuò)展要求,雖然有一部分同學(xué)選做了同樣的題目,但是同學(xué)們都對自己做了較高的要求,同樣的題目采用了不同的芯片,最后制作的實(shí)物也不盡相同,比較圓滿的完成了課程設(shè)計(jì)。全部課程設(shè)計(jì)題目如表2所示。前16個(gè)題目主要是采用模擬電子技術(shù)的知識來完成的,其余14個(gè)題目主要依靠數(shù)字電子技術(shù)的知識來完成。
2.2仿真電路設(shè)計(jì)
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)(EDA,ElectronicsDesignAutomation)已經(jīng)成為實(shí)用電路設(shè)計(jì)過程中不可忽視的重要手段[4]?,F(xiàn)在流行的EDA軟件有很多,比較常用的有Proteus、Multisim和EWB。EWB是其中相對簡單好用的一種仿真軟件,也是這次課程設(shè)計(jì)中學(xué)生們較為常用的一種軟件。通過仿真軟件的應(yīng)用,學(xué)生可以對自己的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行驗(yàn)證,還不用擔(dān)心損壞元器件。當(dāng)設(shè)計(jì)好的電路能在仿真軟件中達(dá)到預(yù)期的效果后,再進(jìn)行實(shí)物的搭建就會事倍功半了。但是仿真軟件也存在一定的問題,例如,在電路仿真時(shí),二極管、數(shù)碼管等器件即使不接限流電阻也不會燒毀,但是在實(shí)物搭建中如果也不接限流電阻,往往就會燒壞這些器件。這也是實(shí)物搭建過程中需要注意的事項(xiàng)。
2.3實(shí)物搭建
實(shí)物搭建是和仿真電路設(shè)計(jì)幾乎同樣費(fèi)時(shí)甚至更為費(fèi)時(shí)的過程。電路越復(fù)雜,實(shí)物搭建的過程就越長。因?yàn)闂l件所限,一部分同學(xué)設(shè)計(jì)的電路在面包板上搭建完成,一部分同學(xué)設(shè)計(jì)的電路通過實(shí)物焊接來完成。而在面包板上搭建的電路因?yàn)榻佑|不良,導(dǎo)線連接錯(cuò)誤等問題,常常會出現(xiàn)電路搭建好后卻不能得到預(yù)期效果的情況。事后尋找錯(cuò)誤原因時(shí)卻并不那么容易找到問題所在。有時(shí)候?qū)ふ覇栴}花費(fèi)的時(shí)間往往比重新搭建一遍電路還要長。所以電路的搭建最好在一開始就細(xì)心認(rèn)真,爭取一次成功。
2.4課程設(shè)計(jì)評分
課程設(shè)計(jì)歷經(jīng)表1所示6個(gè)環(huán)節(jié),評分時(shí)針對其中的4個(gè)主要環(huán)節(jié),也即仿真電路設(shè)計(jì)、實(shí)物搭建情況、設(shè)計(jì)報(bào)告完成情況、答辯情況,分別進(jìn)行評分,從而得到最終成績。課程設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)占總成績百分比情況如表3所示。最后要求學(xué)生提交仿真電路、設(shè)計(jì)報(bào)告和答辯PPT的電子版,以及打印好的紙質(zhì)設(shè)計(jì)報(bào)告。
3總結(jié)
通過電子技術(shù)課程設(shè)計(jì),學(xué)生們在2周的時(shí)間之內(nèi)完成了一個(gè)實(shí)用電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),培養(yǎng)了學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想,嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神;促使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的電子技術(shù)知識對工程實(shí)際問題進(jìn)行分析和解決。通過課程設(shè)計(jì),使學(xué)生對于仿真軟件的使用和電子產(chǎn)品實(shí)物的搭建、焊接能力得到訓(xùn)練和提高[5-6]。然而,在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中也發(fā)現(xiàn)了一些值得思考的問題,希望在以后的課程設(shè)計(jì)過程中能夠進(jìn)行改進(jìn)。
(1)題目難易程度不盡相同。
盡管題目組老師盡力使得每個(gè)題目都難易相當(dāng),但是還是存在有些題目容易些,有些題目難一些的情況。導(dǎo)致學(xué)生們完成的進(jìn)度不一致,最后成績評定不能完全公平。建議在以后的課程設(shè)計(jì)中,對于難易程度不同的題目設(shè)置不同的難度系數(shù),這樣在學(xué)生自由擇題的時(shí)候就會慎重選擇題目了。
(2)實(shí)物搭建方法最好統(tǒng)一。
采用面包板搭建簡單的電路是非常方便快捷的,電路改錯(cuò)也很方便。然而當(dāng)電路變得復(fù)雜時(shí),面包板就不是最好的選擇了。因此以后的課程設(shè)計(jì)可以考慮采用萬能板來進(jìn)行實(shí)物搭建,既鍛煉了學(xué)生在萬能板上進(jìn)行實(shí)物電路搭建的能力,還能鍛煉學(xué)生的實(shí)物焊接能力。雖然存在一些不足,但是學(xué)生們的收獲依然很大。有的學(xué)生甚至表示:兩周的課程設(shè)計(jì)做完,感覺自己收獲的知識比一學(xué)期的理論學(xué)習(xí)還要多。雖然不排除有夸張的成分,但是也間接體現(xiàn)了學(xué)生在電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)中確實(shí)獲益匪淺,這也是設(shè)立這門課程設(shè)計(jì)的初衷和希望達(dá)到的目的。
參考文獻(xiàn):
[1]劉蕓,陸洪毅,王學(xué)慧.淺談模擬電子技術(shù)的學(xué)習(xí)難點(diǎn)及教學(xué)策略[J].大學(xué)教育,2015(01):120-122.
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[4]徐曉霞.基于EDA的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)探究[J].電子測試,2015(05):148-150.
本文作者:焦詠梅高艷玲徐紅作者單位:石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院
課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的改革
首先,探索全系專業(yè)課程體系框架,將內(nèi)容緊密聯(lián)系,增強(qiáng)內(nèi)在邏輯性。把同一個(gè)培養(yǎng)能力范疇的同一類課程作為一個(gè)課程群,形成目標(biāo)明確的課程群層次,把圍繞一個(gè)技能培養(yǎng)目標(biāo)的、含有若干課程的知識點(diǎn)抽象出來,在更高層次上連貫起來,使該技能的培養(yǎng)隨課程設(shè)計(jì)的推進(jìn)而不斷遞進(jìn)、加深和拓展。如自動化專業(yè)的課程群層次結(jié)構(gòu)。在課程群的建設(shè)基礎(chǔ)上,我們的課程設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化。如把模擬電子、單片機(jī)、傳感器課程設(shè)計(jì)內(nèi)容縱向聯(lián)系,遞進(jìn)升級,模擬電子課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)做到熟練掌握器件特性及參數(shù)計(jì)算,理解電路原理,并仿真出結(jié)果,使學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)過“三關(guān)”,即“器件關(guān)”、“分析關(guān)”和“動手關(guān)”,此階段培養(yǎng)了學(xué)生具備一定的硬件設(shè)計(jì)能力。在此階段基礎(chǔ)上進(jìn)入下梯級,即單片機(jī)課程設(shè)計(jì)階段。讓學(xué)生在具備一定硬件設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),并且為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,把電子電路和單片機(jī)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行橫向優(yōu)化組合。單片機(jī)題目要求學(xué)生應(yīng)用電子電路的手段,即Protel原理圖設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)并制版,做出實(shí)物,完成程序燒錄,最終完成系統(tǒng)調(diào)試。結(jié)束時(shí),學(xué)生親身經(jīng)歷了硬件、軟件的每一階段,鍛煉了學(xué)生工程應(yīng)用能力。此階段學(xué)生已具備了軟、硬結(jié)合的能力,為進(jìn)入下一個(gè)梯級做了充足的準(zhǔn)備。課程設(shè)計(jì)的最高梯級傳感器課程設(shè)計(jì),即題目應(yīng)綜合模電、電子電路、單片機(jī)、傳感器四類課程的理論知識,在具備軟、硬件結(jié)合的能力的基礎(chǔ)上,應(yīng)用各類傳感器采集數(shù)據(jù),應(yīng)用單片機(jī)、電路模塊等手段完成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)并做出實(shí)物,例如紅外報(bào)警系統(tǒng)、溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光敏元件控制系統(tǒng)等。培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的綜合設(shè)計(jì)能力,做到環(huán)環(huán)相扣,相輔相成,為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
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(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵,在注重結(jié)論正確的同時(shí),應(yīng)強(qiáng)調(diào)整個(gè)設(shè)計(jì)方案實(shí)施的全過程。1.撰寫總結(jié)報(bào)告。總結(jié)報(bào)告是學(xué)生對課程設(shè)計(jì)全過程的總結(jié),不能等同于平時(shí)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,因此內(nèi)容要完善,格式要規(guī)范。此環(huán)節(jié)占總成績的30%。2.實(shí)驗(yàn)動手能力。包括器件選擇、仿真設(shè)計(jì)制版焊接、儀器使用、調(diào)試過程中分析和解決問題的能力以及創(chuàng)新精神。此環(huán)節(jié)占總成績的30%。3.學(xué)生實(shí)行全員答辯制。為避免學(xué)生互相抄襲或找人代做,我系自2009年開始施行課程設(shè)計(jì)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(huán)節(jié)占總成績的40%。這樣一種相對完善的成績評定體系使學(xué)生在課程設(shè)計(jì)的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都能認(rèn)真對待,提高了學(xué)生的積極性和主動性,從而保證了課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
1.引言
模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)(模電設(shè)計(jì))是電子類專業(yè)學(xué)生的第一門課程設(shè)計(jì),它是模擬電子技術(shù)課程的重要和必要的補(bǔ)充。模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的有效開展對加深模擬電子技術(shù)基本理論的理解,提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、動手能力、軟件仿真能力、總結(jié)報(bào)告能力及學(xué)生之間的協(xié)作協(xié)調(diào)人際交往能力都有一定的作用??傊?,通過模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課可以提高學(xué)生的綜合能力。反之,模電課程設(shè)計(jì)流于形式,學(xué)生找一個(gè)簡單電路焊接上應(yīng)付了事,甚至電路都是別的學(xué)生代勞的。這不僅浪費(fèi)時(shí)間,而且為以后的設(shè)計(jì)課程產(chǎn)生消極的影響,學(xué)生認(rèn)為凡是設(shè)計(jì)類課程都可以混過去。并且課程設(shè)計(jì)導(dǎo)致消極學(xué)風(fēng),對學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、職業(yè)技能的培養(yǎng)及未來的職業(yè)生涯都非常不利[1]-[3]。所以,研究如何搞好模電的課程設(shè)計(jì)是非常必要和重要的。根據(jù)我院多年的課程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和自己的教學(xué)實(shí)踐,我從思想上重視、加強(qiáng)過程管理、貫穿職業(yè)技能培養(yǎng)這三方面加強(qiáng)模電課程設(shè)計(jì)的教學(xué)。
2.思想上重視
課程設(shè)計(jì)是工程實(shí)踐課,其目的不僅僅是鞏固、深化補(bǔ)充和擴(kuò)展理論課的教學(xué)效果,課程設(shè)計(jì)在提高學(xué)生的職業(yè)技能、工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力上起到關(guān)鍵的作用[4]。工程課程設(shè)計(jì)人數(shù)多上課分散,真正負(fù)責(zé)的教師的實(shí)際工作量比較大,如果教師責(zé)任感不強(qiáng),學(xué)生不認(rèn)真對待,課程設(shè)計(jì)就比較容易流于形式。首先教學(xué)管理部門應(yīng)給予特殊的重視。教務(wù)處實(shí)踐管理科應(yīng)該親自過問督促,親自檢查抽查學(xué)生的上課情況,并把意見和建議及時(shí)反饋給學(xué)院,以便及時(shí)糾正。建議督學(xué)對設(shè)計(jì)課程給予關(guān)注,及時(shí)提出寶貴意見。教學(xué)院長或系主任應(yīng)全程跟蹤管理。其次,課程設(shè)計(jì)之前要給學(xué)生開一次動員會,讓學(xué)生明確課程設(shè)計(jì)的目的和意義,提出相應(yīng)的要求。讓學(xué)生在思想深處真正認(rèn)識到課程設(shè)計(jì)的重要性和必要性,讓學(xué)生積極主動地以極大的熱情投入模電課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中。給學(xué)生開動員會,要求指導(dǎo)教師必須參加,讓教師對課程設(shè)計(jì)給予足夠的重視。
3.加強(qiáng)過程管理
(1)把好用人關(guān)(選擇好指導(dǎo)教師)教師的良好的工作態(tài)度和工作作風(fēng)具有很大的表率作用,這對學(xué)生的素質(zhì)有正面的影響,教師應(yīng)該表現(xiàn)出認(rèn)真、負(fù)責(zé)、嚴(yán)謹(jǐn)、周密的態(tài)度,在指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)時(shí)在設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)中的管理及設(shè)計(jì)后的總結(jié)中都進(jìn)行精心的準(zhǔn)備、組織和安排。選擇好指導(dǎo)教師是非常重要的,它直接決定模電課程設(shè)計(jì)的成效。應(yīng)選擇對模電理論比較熟悉、實(shí)踐技能比較好、責(zé)任心比較強(qiáng)的教師參加,不能因?yàn)橐胶夤ぷ髁?,而選用一些對模電理論不太熟悉、實(shí)踐技能比較差的教師,這樣做對學(xué)校、學(xué)生和教師都是不負(fù)責(zé)任的。這樣的指導(dǎo)教師往往處于很尷尬的狀態(tài),學(xué)生也很茫然。學(xué)生作品出現(xiàn)實(shí)際問題教師不知怎么調(diào),學(xué)生問的理論問題教師解決不了,只好硬挺或躲著學(xué)生。但這并不是說,年輕沒經(jīng)驗(yàn)的老師就不能上設(shè)計(jì)課。他們可以把模電理論好好復(fù)習(xí),然后選擇一些設(shè)計(jì)題目反復(fù)做一下,積累一些經(jīng)驗(yàn),經(jīng)考核達(dá)到要求后再參加課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。(2)把好選題關(guān)首先是審查指導(dǎo)教師所出的選題報(bào)告,選題報(bào)告應(yīng)有明確的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)目的和注意事項(xiàng)及所需的基本理論和主要參考書。題目應(yīng)該是學(xué)生綜合利用所學(xué)的模電知識,再利用參考資料能設(shè)計(jì)出來的,最好是有聲光指示,可以提高學(xué)生的興趣。但要力戒花哨,禁止超范圍的設(shè)計(jì)題目,如利用數(shù)字電路做出的或者在網(wǎng)上等查處的高難度的電路。這樣的電路學(xué)生只是照圖焊接并未得到實(shí)益,教師和學(xué)生都不要有電路越復(fù)雜越好的攀比心理,要看學(xué)生是否得到實(shí)際利益,即要以有利于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和創(chuàng)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(xué)生選做。選題也不宜過于簡單,比如有的題目是設(shè)計(jì)輸出電壓為12伏的集成穩(wěn)壓電源,這樣的題目仿真、焊接及報(bào)告兩三個(gè)學(xué)時(shí)就完事,其他時(shí)間學(xué)生就浪費(fèi)掉,學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中也沒學(xué)到什么東西,最多就相當(dāng)于一次模擬電路實(shí)驗(yàn)。題目最好能綜合放大、振蕩、濾波、電源等模擬電子技術(shù)的基本內(nèi)容,讓學(xué)生有抓手,即所謂“跳一跳夠得著”的內(nèi)容,嚴(yán)禁過難和過于簡單的題目。一個(gè)指導(dǎo)教師(或兩位),所帶的學(xué)生是一大組,一大組中的所有題目盡量涉及模電所有內(nèi)容,以便學(xué)生互相交流,全面復(fù)習(xí)和提升對模電知識的理解。其次是學(xué)生選題,原則上學(xué)生要在教師出的題目中根據(jù)自己的學(xué)習(xí)狀況選擇適和自己的題目,但學(xué)生可根據(jù)自己的能力和愛好自選題目,自選題目的難度要適中,經(jīng)過指導(dǎo)教師的允許。同時(shí)也要注意的是以往課程設(shè)計(jì)只允許每個(gè)同學(xué)選一個(gè)題目即“單選”,但對于能力較強(qiáng)的學(xué)生應(yīng)支持和鼓勵他“多選”。同時(shí)要求一般學(xué)生不單單熟悉自己題目的設(shè)計(jì)方法,更要在課程設(shè)計(jì)期間熟悉其他學(xué)生的設(shè)計(jì)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??傊?,選題要切合實(shí)際、分量適當(dāng)、理論性要求高、技術(shù)性要求適當(dāng)。(3)把好時(shí)間關(guān)課程設(shè)計(jì)時(shí)間選擇很重要,它關(guān)系到課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。摸電課程設(shè)計(jì)可以選擇集中時(shí)間停課進(jìn)行,也可以選擇不停課分散進(jìn)行。集中停課進(jìn)行可以安排在學(xué)期初,前三周進(jìn)行。這樣在上學(xué)期的期末就應(yīng)該把題目布置下去,學(xué)生在假期可以對模擬電子技術(shù)進(jìn)行復(fù)習(xí)、查資料、簡單的設(shè)計(jì)等準(zhǔn)備工作,開學(xué)就可直接進(jìn)入正題。分散時(shí)間進(jìn)行效果相對較好,缺點(diǎn)是戰(zhàn)線拉得較長,教師投入的工作量較大。但如果真正把課程設(shè)計(jì)搞好,還是應(yīng)該選擇分散時(shí)間進(jìn)行,如每周兩個(gè)晚上連續(xù)12周。學(xué)生可以有充足的時(shí)間對自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行完善。(4)把好驗(yàn)收關(guān)和成績評定關(guān)建立三級驗(yàn)收制度,即組內(nèi)驗(yàn)收,年級統(tǒng)一驗(yàn)收,學(xué)院對各組抽查驗(yàn)收。驗(yàn)收時(shí)先由各組教師組織學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)驗(yàn)收,然后由基礎(chǔ)電子教研室組織年級驗(yàn)收,最后由學(xué)院組織抽查驗(yàn)收。這樣可引起學(xué)生和教師的充分重視,使應(yīng)付了事的學(xué)生大大減少。驗(yàn)收時(shí)可從選題的難度、設(shè)計(jì)的情況、焊接的質(zhì)量、布局的好壞及原理的敘述和回答問題等方面進(jìn)行。實(shí)行兩級成績評定,即教師打分和學(xué)生打分。成績評定工作很重要,它不僅能反映出學(xué)生設(shè)計(jì)的好壞,而且影響學(xué)生的積極性,對以后的設(shè)計(jì)課程會產(chǎn)生積極或消極的影響。要讓設(shè)計(jì)好的學(xué)生得到好成績,讓不認(rèn)真的學(xué)生不能蒙混下去。為此學(xué)生成績可以由教師打分學(xué)生打分兩部分組成,教師打分可占70%,主要有出勤成績、報(bào)告成績、作品質(zhì)量成績和學(xué)生對設(shè)計(jì)原理的敘述及回答教師提的問題。學(xué)生打分占30%,主要反映作品是否是自己做的及該學(xué)生在組內(nèi)協(xié)作的能力。
4.貫穿職業(yè)技能培養(yǎng)
在模擬電路課程設(shè)計(jì)中要始終強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的基本技能的訓(xùn)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(shù)、基本設(shè)計(jì)能力、設(shè)計(jì)報(bào)告基本寫作的訓(xùn)練及設(shè)計(jì)可行性論證的語言表達(dá)能力等。(1)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)選完題目后,學(xué)生可以根據(jù)題目的要求,選擇合理的設(shè)計(jì)方案。方案確立后分組對方案進(jìn)行討論,每位學(xué)生都要對自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證,這樣也鍛煉學(xué)生的邏輯思維和語言表達(dá)能力,同時(shí)也可以是學(xué)生之間互相借鑒,取長補(bǔ)短,也對其他學(xué)生的題目的設(shè)計(jì)有所了解。教師要對學(xué)生的設(shè)計(jì)方案細(xì)致的研究,提出改進(jìn)措施。(2)創(chuàng)新能力培養(yǎng)模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)要有真正的設(shè)計(jì)內(nèi)容,哪管是其中的一部分,絕不能變成電路組裝。如果學(xué)生只是按照教師給的電路或在網(wǎng)上找的電路進(jìn)行組裝,調(diào)試成功后上交一個(gè)作品,那就意義不大。作品必須是學(xué)生自己利用模擬電路的相關(guān)知識設(shè)計(jì)出來的,當(dāng)然教師要給予相應(yīng)的指導(dǎo),而不能布置完題目就撒手不管。退一步說,即使個(gè)別學(xué)生按照現(xiàn)成的電路組裝的,其中一定要再加一些自己設(shè)計(jì)的附加功能。否則就不能稱得上設(shè)計(jì),也不能培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和創(chuàng)新能力。(3)動手能力培養(yǎng)焊接技術(shù)是實(shí)踐技能的一項(xiàng)重要指標(biāo),指導(dǎo)教師首先要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行拆件練習(xí),可用利用以往課程設(shè)計(jì)的廢板。拆集成電路元件時(shí)可首先讓學(xué)生練習(xí)使用傳統(tǒng)的吸錫線,熟練后再練習(xí)使用吸錫烙鐵進(jìn)行拆卸。在正式焊接作品前,先指導(dǎo)學(xué)生利用舊板和拆下的舊件進(jìn)行焊接練習(xí),焊接出兩個(gè)作品后再進(jìn)行正式作品的焊接。焊接前應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行元件布局。(4)解決問題能力的培養(yǎng)設(shè)計(jì)好電路,經(jīng)仿真成功后就可以焊接調(diào)試。學(xué)生在焊接時(shí)往往有虛焊、漏焊、錯(cuò)焊等現(xiàn)象。學(xué)生沒有經(jīng)驗(yàn),只能逐個(gè)元件地找,實(shí)在找不出來就只有重焊。重新焊接再不好使,學(xué)生就沒有辦法了,只有求助指導(dǎo)教師,這時(shí)指導(dǎo)教師往往代勞,幫助學(xué)生查出故障。這種做法是錯(cuò)誤的,正確的方法是調(diào)試前就教會學(xué)生調(diào)試方法,教會學(xué)生如何診斷判斷故障和排除故障,讓學(xué)生自己調(diào)試,出現(xiàn)問題時(shí)教師給予及時(shí)的指導(dǎo),這樣可以使學(xué)生少走彎路,并且鍛煉學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。調(diào)試完成之后,學(xué)生要及時(shí)總結(jié)分析問題的經(jīng)驗(yàn),提高對模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識,為解決其他設(shè)計(jì)課中出現(xiàn)的問題奠定基礎(chǔ)。
5.結(jié)語
課程設(shè)計(jì)是學(xué)生完成學(xué)習(xí)—構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)的工程訓(xùn)練過,是培養(yǎng)工程師的最初步的訓(xùn)練內(nèi)容。要做好模擬電路課程設(shè)計(jì),需要先做好思想工作,讓教師和學(xué)生充分重視,要制定一套嚴(yán)格的管理運(yùn)行程序,選好教師選好題目,選擇好時(shí)間,抓好三級驗(yàn)收、兩極成績評定和總結(jié)工作,這樣才能保證模擬電路課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量,為學(xué)生后學(xué)設(shè)計(jì)課程起個(gè)好頭,為學(xué)生創(chuàng)新能力和職業(yè)技能的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號:S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
0引 言
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,實(shí)踐動手能力對高校的學(xué)生越來越重要。為了提高學(xué)生的動手能力,加強(qiáng)對科學(xué)知識及操作技能的培養(yǎng),很多高校都開設(shè)了重要課程的課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),例如:模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)和數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)等。其目的是使學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),為以后的課程、實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及從事相關(guān)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),提高學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)。對大學(xué)教師而言,指導(dǎo)好課程設(shè)計(jì)對于教學(xué)具有重要的意義。
1大學(xué)教師指導(dǎo)好數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的重要意義
1.1加深學(xué)生對重點(diǎn)課程的理解。
在教學(xué)中,不是每門課程都進(jìn)行課程設(shè)計(jì),只有重要的課程才能安排課程設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié),所以通過課程設(shè)計(jì)能使學(xué)生對重點(diǎn)課程有更深入的了解和掌握。
1.2提高學(xué)生的動手能力、實(shí)踐能力。
現(xiàn)在的大學(xué)教育已經(jīng)由學(xué)歷教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變,對于學(xué)工科的大學(xué)生而言其動手能力、實(shí)踐能力是學(xué)生應(yīng)該具有的重要素質(zhì)之一。而課程設(shè)計(jì)不同于理論課教學(xué),它需要學(xué)生親自動手操作和實(shí)踐,這樣才能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實(shí)踐能力,同時(shí)也提高了他們學(xué)習(xí)的興趣。
1.3提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
通過課程設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié), 更要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新過程、創(chuàng)新方法及團(tuán)隊(duì)合作的意識和能力。
2指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的方式和方法探討
大學(xué)教師在課程設(shè)計(jì)中是教學(xué)的主導(dǎo)者,學(xué)生是課程設(shè)計(jì)的主體,所以大學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì)的過程中一定要注意引導(dǎo)性,要特別注意課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的選擇、指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì)的方式和方法、學(xué)生課程設(shè)計(jì)的評分等。
2.1首先是課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。
在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前,教師一定要進(jìn)行內(nèi)容的選擇。課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容選擇很重要,一定要體現(xiàn)出以下幾個(gè)方面:
(1)注重實(shí)用性。大學(xué)教師選擇課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容一定要把理論課程的理論和現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用結(jié)合起來,注重本門課程在工程當(dāng)中的實(shí)用性,讓學(xué)生感覺到我們的理論和實(shí)際結(jié)合得很緊密。
(2)注重創(chuàng)造性。大學(xué)教師選擇課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容一定要給學(xué)有余力的學(xué)生發(fā)揮、自己創(chuàng)造的空間,讓學(xué)有余力的學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中自己發(fā)揮創(chuàng)造。
(3)注重新穎性。大學(xué)教師選擇課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要不斷更新,緊跟時(shí)代步伐,具有新穎性,不要一個(gè)內(nèi)容一做好幾屆,一定要推陳出新。
(4)注重趣味性。大學(xué)教師選擇課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容還要有趣味性,俗話說:“興趣是最好的老師”,設(shè)計(jì)的內(nèi)容有趣味,自然就吸引學(xué)生更好的去學(xué)習(xí)和制作。
2.2其次是大學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的方式和方法。
(1)要充分利用多媒體資源。在對課程設(shè)計(jì)進(jìn)行之前,教師一定要進(jìn)行相關(guān)知識的講授,要讓學(xué)生先看一些錄像資料,使學(xué)生對先進(jìn)的相關(guān)知識有一些感性的認(rèn)識,能夠調(diào)動起學(xué)生在課程設(shè)計(jì)的積極性和主動性。同時(shí)教師也要根據(jù)相關(guān)的內(nèi)容,利用國際互聯(lián)網(wǎng)參考大量的國內(nèi)外教學(xué)資源,選其精華用于我們的教學(xué),則教學(xué)效果會好很多。通過多媒體介紹大量的事物,這樣的感性認(rèn)識一定能激發(fā)學(xué)生的理性思考,因此在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意把學(xué)生的觀察能力的培養(yǎng)貫穿其中。
(2)課程設(shè)計(jì)中要體現(xiàn)創(chuàng)新性。一定要在課程設(shè)計(jì)中講授創(chuàng)新思路、方法步驟、使學(xué)生了解: 什么是創(chuàng)新,創(chuàng)新的一般工作程序和步驟, 如何評估產(chǎn)品的新穎性、創(chuàng)造性,實(shí)用性。培養(yǎng)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新意識。
(3)課程設(shè)計(jì)的組織。學(xué)生可以根據(jù)興趣創(chuàng)新原則自由組合, 分組團(tuán)隊(duì)作業(yè), 提出課程設(shè)計(jì)的具體技術(shù)方案。教師必須首先向?qū)W生介紹團(tuán)隊(duì)合作的一些基本的思想、原則、技巧和方法, 并在設(shè)計(jì)時(shí)對合作中出現(xiàn)的問題進(jìn)行正確的分析和指導(dǎo)。
(4)綜合點(diǎn)評, 根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容確定課程設(shè)計(jì)的方案。選取學(xué)生提交的優(yōu)秀的課程設(shè)計(jì)方案若干, 并根據(jù)課程要求和教學(xué)目的,指導(dǎo)學(xué)生選擇創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)的題目, 完成教師指定的具體設(shè)計(jì)工作, 例如: 電子產(chǎn)品參數(shù)的確定、設(shè)計(jì)說明書、產(chǎn)品使用說明書等。同時(shí)課程設(shè)計(jì)教學(xué)注重的是學(xué)生動手操作、學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng),教師講解、點(diǎn)評的時(shí)間應(yīng)該有限, 如何在有限的時(shí)間里讓學(xué)生掌握課程設(shè)計(jì)中的內(nèi)容,關(guān)鍵在于教師的詳細(xì)講解和點(diǎn)評,教師在進(jìn)行講解時(shí),應(yīng)配以生動的解說,熟練而規(guī)范的操作,讓學(xué)生們看得清楚,聽得明白,想的深刻,記得牢固。同時(shí)在點(diǎn)評中用啟發(fā)性,指導(dǎo)性詞句, 將學(xué)生的思維引導(dǎo)到關(guān)鍵部位和主要問題上來,創(chuàng)設(shè)問題情景,激起學(xué)生的求知欲望,激活學(xué)生的思維,要解放學(xué)生的口、腦,鼓勵學(xué)生勇于對課程設(shè)計(jì)提出問題,敢于標(biāo)新立異,使學(xué)生在討論、解決問題的過程中,掌握知識、獲得方法、形成能力。
(5)課程設(shè)計(jì)產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)。利用學(xué)校各種實(shí)訓(xùn)中心和實(shí)驗(yàn)室的資源, 實(shí)施課程設(shè)計(jì)產(chǎn)品的制造, 學(xué)生動手自己操作完成,熟悉工作程序。
(6)在課程設(shè)計(jì)的產(chǎn)品制作過程中,師生之間、學(xué)生之間應(yīng)進(jìn)行平等交流。教師要鼓勵學(xué)生充分自由地發(fā)表自己的見解或提出質(zhì)疑, 并通過實(shí)驗(yàn)大膽地進(jìn)行各種探索, 不斷激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造潛能。教師應(yīng)盡量培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、善于探索、大膽實(shí)踐的精神, 將課程設(shè)計(jì)由被動的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥膭?chuàng)新型課程設(shè)計(jì)。教師要經(jīng)常鼓勵學(xué)生不要因一兩次錯(cuò)誤而氣餒, 更不要因一兩次失敗而放棄, 要耐心啟發(fā)學(xué)生認(rèn)真分析課程設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤或失敗的成因, 使之逐漸形成百折不撓的科學(xué)探索精神。課程設(shè)計(jì)中產(chǎn)品的制作過程中出現(xiàn)的問題一般由學(xué)生獨(dú)立解決,以鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題的能力。對于學(xué)生普遍存在的共性問題,教師要進(jìn)行集中指導(dǎo)、講授。
(7)總結(jié)答辯。學(xué)生以分組團(tuán)隊(duì)的形式參與答辯, 共同探討設(shè)計(jì)過程中碰到的問題, 總結(jié)工作程序和團(tuán)隊(duì)合作中存在的問題, 明確是如何合作完成一個(gè)設(shè)計(jì)題目的。
2.3大學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì)中一定要建立一個(gè)好的評分標(biāo)準(zhǔn),這樣可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。評分標(biāo)準(zhǔn)中一定要注意以下幾個(gè)方面的考查:
(1)出勤率的考查。
(2)課程設(shè)計(jì)產(chǎn)品實(shí)用性、功能性的考查。課程設(shè)計(jì)的產(chǎn)品一定要可以使用, 并且能夠產(chǎn)生積極效果, 此項(xiàng)可以作為主要評分依據(jù)之一。
(3) 創(chuàng)造性考查。在課程設(shè)計(jì)中采用的元件及組合比現(xiàn)有技術(shù)是否有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步, 這可以作為參考評分依據(jù)。
(4) 新穎性考查。學(xué)生通過專利檢索、查閱學(xué)校圖書館現(xiàn)有的資源, 了解查閱相關(guān)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的參數(shù)、性能。
(5)課程設(shè)計(jì)論文的考查。論文的撰寫格式要正確,方案設(shè)計(jì)的思路要清晰、明確。此項(xiàng)可以作為主要評分依據(jù)之一。
3綜述
改革傳統(tǒng)教學(xué), 探索創(chuàng)新型的教學(xué)方法是目前大多數(shù)學(xué)校教學(xué)改革中的重中之重。對數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果, 其成效取決于師生雙方的共同努力, 而對其重要意義、可行性的認(rèn)識, 具體的教學(xué)方法和方式至關(guān)重要。大學(xué)教師只有在實(shí)踐中不斷探索, 認(rèn)真研究和總結(jié)經(jīng)驗(yàn), 才能使課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果達(dá)到預(yù)期的目標(biāo),才能不斷提高我們的教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是繼“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”課程之后的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié),對培養(yǎng)電子信息類學(xué)生的實(shí)際動手能力和創(chuàng)新能力有著重要的作用。該課程的基本任務(wù)之一是鞏固和加深學(xué)生對“電路原理”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”和“電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課”中所掌握的實(shí)驗(yàn)技能,另一方面是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的科研作風(fēng)及在電子技術(shù)方面的實(shí)踐技能,提高學(xué)生綜合運(yùn)用電子技術(shù)知識解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力。
學(xué)生針對三位半數(shù)字萬用表,通過熟悉查找資料、設(shè)計(jì)電路、計(jì)算機(jī)仿真、安裝調(diào)試、性能分析與改進(jìn)等環(huán)節(jié),初步掌握常用電子產(chǎn)品的一般設(shè)計(jì)方法和步驟,體會電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和調(diào)試過程,為以后的專業(yè)知識學(xué)習(xí)、綜合實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的專業(yè)基礎(chǔ)。
一、課程設(shè)計(jì)改革的目的
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般安排在大二下學(xué)期進(jìn)行,考慮到該階段的學(xué)生已經(jīng)具備一定的數(shù)字電路和模擬電路的基本知識,因此該課程要求學(xué)生設(shè)計(jì)并制作一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的電路[3]。這個(gè)階段的學(xué)生對于電路設(shè)計(jì)一般只有一個(gè)模糊的認(rèn)識,工程意識淡薄,對電子元器件的實(shí)際功能和電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)步驟沒有清晰的認(rèn)識,工程實(shí)踐能力不強(qiáng),缺乏開發(fā)、設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力與意識。在前期的電子類相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)中,大部分實(shí)驗(yàn)的電路功能單一,只能夠簡單的、被動重復(fù)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(shí)際電子產(chǎn)品的電路有一定的距離,學(xué)生的興趣得不到足夠的激發(fā)。在電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中,我們通過引入實(shí)際實(shí)用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)與制作,可使學(xué)生加深對基礎(chǔ)理論知識的理解,掌握技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn),培養(yǎng)動手能力、設(shè)計(jì)思維能力和創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生綜合素質(zhì),尤其是對于提高大學(xué)生的工程素養(yǎng)具有重要的作用。因此該課程的改革對提高電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量,充實(shí)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、課程設(shè)計(jì)改革的方法
在“電子線路課程設(shè)計(jì)”的具體實(shí)施過程中以實(shí)際實(shí)用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表為核心,通過三位半數(shù)字萬用表各部分功能電路理論的講授,使學(xué)生對基于模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的三位半數(shù)字萬用表的工作原理有一個(gè)清晰的認(rèn)識,同時(shí),自主設(shè)計(jì)并制作一塊三位半數(shù)字萬用表,進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力、培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生對數(shù)字模擬電路設(shè)計(jì)應(yīng)用的興趣。具體的教學(xué)改革方法包括以下四個(gè)方面:
1. 充實(shí)“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
近年來,隨著各專業(yè)課程體系改革的推進(jìn),專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃以及相應(yīng)教學(xué)大綱的調(diào)整與修改,同時(shí)考慮到學(xué)生進(jìn)行電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)時(shí)的理論水平的局限性和后續(xù)單片機(jī)技術(shù)、DSP技術(shù)、EDA技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等其他電子技術(shù)課程的教學(xué)安排,我們在電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中,應(yīng)該改變以往單一功能電路的設(shè)計(jì),引入和現(xiàn)階段大學(xué)生水平相適應(yīng)的實(shí)際電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生動手解決實(shí)際問題的能力。
本實(shí)施過程中,我們通過引入實(shí)際實(shí)用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表作為課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,并編寫相應(yīng)的配套“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書”。主要內(nèi)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(zhuǎn)換器的應(yīng)用,線性運(yùn)放的應(yīng)用,正弦波的生成電路,自動關(guān)機(jī)電路,LCD的驅(qū)動等。充分考慮到學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),讓他們通過該課程的學(xué)習(xí),加深數(shù)電、模電等基礎(chǔ)理論知識的理解與應(yīng)用。
2. 改革“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的教學(xué)方法與教學(xué)手段,注重理論結(jié)合實(shí)際
在以往的課程設(shè)計(jì)中,部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,存在混學(xué)分,完成任務(wù)的心態(tài),對于實(shí)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(shí)施中,我們制作了很多配套的多媒體教學(xué)課件,加強(qiáng)理論知識的講授,使學(xué)生在明白三位半數(shù)字萬用表各部分電路原理的基礎(chǔ)上,對各部分電路進(jìn)行獨(dú)立焊接調(diào)試,并對調(diào)試好的電路進(jìn)行測試,注重電路重點(diǎn)部分的輸出,并教會學(xué)生調(diào)試數(shù)字、模擬電路的基本方法;同時(shí),通過改變部分電子元器件的參數(shù),觀察該參數(shù)對數(shù)字萬用表精度的影響,進(jìn)而加深學(xué)生對電路原理的理解。另外,指導(dǎo)教師還應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生利用EDA電路設(shè)計(jì)仿真軟件,例如,Protel電路設(shè)計(jì)軟件,結(jié)合課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容,來拓展學(xué)生的知識面和電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)教學(xué)的靈活性,使學(xué)生的工程素養(yǎng)得到提高。
3. 增加教學(xué)互動,引導(dǎo)并激發(fā)學(xué)生解決實(shí)際問題的興趣與能力
在“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的進(jìn)行中,學(xué)生不可避免地會遇到各種實(shí)際問題,指導(dǎo)教師應(yīng)該針對問題的難易程度,有針對性地指導(dǎo)學(xué)生課外去查閱相關(guān)資料,并積極地參與到學(xué)生解決問題的過程中去,及時(shí)糾正學(xué)生錯(cuò)誤的解決問題的思路與方法。嚴(yán)格要求學(xué)生認(rèn)真對設(shè)計(jì)過程中遇到的問題進(jìn)行分析、反思和總結(jié),發(fā)現(xiàn)并反思自己設(shè)計(jì)過程中的不足,找出努力的方向。另外,指導(dǎo)教師還應(yīng)該組織對學(xué)生遇到的問題定期的進(jìn)行總結(jié)與歸納,并整理成相應(yīng)的“Q&A”文檔,通過課程電子郵件或課程主頁在網(wǎng)上,供學(xué)生學(xué)習(xí)與參考。
4. 注重軟件仿真與實(shí)際電路調(diào)試相結(jié)合
由于計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展,在電子應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生了很多成熟的開發(fā)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(xué)生對電路的輸入輸出,以及電路參數(shù)對整個(gè)電路結(jié)構(gòu)性能的影響有一個(gè)大體的了解,等學(xué)生焊接完成該部分電路后,實(shí)際測試電路的輸出,進(jìn)而比較軟件仿真的輸出和實(shí)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(shù)和輸入的方式進(jìn)行綜合分析,加深學(xué)生對電路的理解。尤其適當(dāng)仿真軟件輸出和實(shí)際測試輸出出現(xiàn)較大的差距時(shí),引導(dǎo)學(xué)生去查詢相關(guān)資料,分析該現(xiàn)象的原因,并形成相應(yīng)的文檔,共享給所有的學(xué)生。在本課程改革選用的三位半數(shù)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(fā)送、放大、濾波等電路,這部分電路軟件仿真和實(shí)際輸出存在一定的差距,要著重引導(dǎo)學(xué)生去分析每一小塊電路出現(xiàn)誤差的原因,以及如何改進(jìn),還要讓學(xué)生學(xué)會判斷仿真輸出和實(shí)際輸出在什么樣的范圍內(nèi)是合理的。
仿真軟件在理論分析方面具有強(qiáng)大的功能,而實(shí)物連線除了讓學(xué)生更熟悉元器件及其性能之外,更加讓學(xué)生對元器件的誤差以及因此可能引起的誤差或錯(cuò)誤的原因產(chǎn)生更深的體會,這些都是在課本以及“電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”等課程中不能收獲的。
結(jié)束語
通過實(shí)踐,我們發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)教學(xué)改革效果十分明顯。教師們精心準(zhǔn)備的題目引起了學(xué)生的極大興趣,可以將學(xué)生前期學(xué)習(xí)到的理論知識進(jìn)行實(shí)踐,加深數(shù)字電路和模擬電路知識的理解,尤其是通過實(shí)際電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)與制作,可以激發(fā)學(xué)生對實(shí)際遇到的問題的思考,提高學(xué)生的觀察能力和實(shí)際動手能力,進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;通過理論結(jié)合實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生的開拓性思維和創(chuàng)新意識,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]粟田禾. 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革與實(shí)踐. 高職教育研究,2006(2).
1.引言
數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是配合數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。它能幫助學(xué)生鞏固數(shù)字電子技術(shù)的理論知識,提高學(xué)生電子電路的設(shè)計(jì)水平,增強(qiáng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和動手能力,強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新意識,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維。
如今越來越注重學(xué)生的實(shí)踐動手能力,我們有必要對數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)進(jìn)行改革,適應(yīng)市場對人才的需求。
2.數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及存在問題
2.1重理論,輕實(shí)踐。
數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般為期一周,學(xué)生在一周內(nèi)很難完成查閱資料、選擇方案、設(shè)計(jì)電路、安裝調(diào)試及撰寫報(bào)告的任務(wù)。由于時(shí)間緊迫,所選課題受到限制,因此大多數(shù)學(xué)生只重視理論設(shè)計(jì),而忽視實(shí)踐制作及調(diào)試,整個(gè)設(shè)計(jì)變得枯燥乏味,使得課程設(shè)計(jì)有名無實(shí),不能真正提高學(xué)生的動手能力。
2.2選題盲目。
數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般由指導(dǎo)教師擬定若干課題,學(xué)生從中選擇,由于選題時(shí)間有限,學(xué)生選題帶有一定的盲目性。另外,指導(dǎo)教師擬定的課題往往難度太大,內(nèi)容太偏,使學(xué)生失去設(shè)計(jì)興趣,過于依賴教師,加重輔導(dǎo)教師的負(fù)擔(dān)。
2.3綜合職業(yè)能力認(rèn)知度較低,積極性不高。
數(shù)字電子技術(shù)一般在大二第一學(xué)期開設(shè),學(xué)生參與的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)較少,大多數(shù)學(xué)生的工作崗位職業(yè)意識淡薄,綜合職業(yè)能力認(rèn)知度較低,在學(xué)習(xí)過程中只注重?cái)?shù)字電子技術(shù)理論知識的學(xué)習(xí),理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐脫節(jié),使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣降低,自我懷疑,造成在數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)過程中積極性不高、動手能力較差。
2.4仿真軟件利用率較低。
目前,應(yīng)用EDA軟件進(jìn)行電子線路輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一種潮流。Prote1具有功能強(qiáng)大、操作方便等諸多優(yōu)點(diǎn),是目前最為流行、使用最多的EDA軟件之一,在課程設(shè)計(jì)中學(xué)生完全可以利用EDA仿真軟件進(jìn)行電路仿真,利用Prote1軟件設(shè)計(jì)印刷電路板,彌補(bǔ)自行設(shè)計(jì)電路的不足。由于很多學(xué)生對這些軟件了解不多,現(xiàn)代化的軟件利用率較低,與現(xiàn)代企業(yè)實(shí)際脫節(jié)。
3.關(guān)于數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)改革的幾點(diǎn)建議
3.1合理制訂計(jì)劃。
合理的課程設(shè)計(jì)計(jì)劃對課程設(shè)計(jì)教學(xué)的實(shí)際效果起著很重要的作用。將數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的時(shí)間改為兩周,課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容在原來的基礎(chǔ)上增加設(shè)計(jì)制作印刷電路板及組裝調(diào)試。這樣,學(xué)生就有充裕的時(shí)間完成任務(wù),充分發(fā)揮主動性,使課程設(shè)計(jì)的成果多種多樣。課程設(shè)計(jì)的計(jì)劃制訂擬定如下:
數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)計(jì)劃表
3.2靈活選題,教師把關(guān),貼近實(shí)際。
合理選題對課程設(shè)計(jì)完成的質(zhì)量及學(xué)生的能力培養(yǎng)有很大的影響,選用實(shí)用性較強(qiáng)的課題能激發(fā)學(xué)生的興趣,提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量,增強(qiáng)學(xué)生的成就感。目前,隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,各種成熟的電子電路數(shù)不勝數(shù),為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢,在平時(shí)的授課過程中,教師要為學(xué)生灌輸課程設(shè)計(jì)的必要性及要求,有意識地多介紹一些常見芯片的典型應(yīng)用,多提一些趣味性較強(qiáng)、實(shí)用性較高的題目(如電子密碼鎖、循環(huán)流水燈等),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,鼓勵學(xué)生自由選題,指導(dǎo)學(xué)生合理選題,選出感興趣的課題,這樣既可進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生設(shè)計(jì)的積極性,又可減輕輔導(dǎo)教師的負(fù)擔(dān),還可避免以往課程設(shè)計(jì)中學(xué)生抄襲的現(xiàn)象。
3.3營造職業(yè)氛圍,樹立職業(yè)意識。
講解現(xiàn)代企業(yè)的運(yùn)行模式、管理理念,產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)流程,設(shè)計(jì)時(shí)按課題對學(xué)生進(jìn)行分組、分工,權(quán)責(zé)明確,將一個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)課題當(dāng)成產(chǎn)品去做,努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和動手能力,啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造意識及創(chuàng)新思維能力,積極營造職業(yè)氛圍,樹立學(xué)生的職業(yè)意識,幫助學(xué)生形成社會人的基本品格。
3.4充分利用現(xiàn)有的仿真軟件。
在授課過程中,介紹電子線路設(shè)計(jì)中的常用軟件,讓學(xué)生提前了解,在平時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)就學(xué)習(xí)使用,在課程設(shè)計(jì)時(shí)鼓勵學(xué)生用仿真軟件進(jìn)行電路仿真,用繪圖軟件進(jìn)行繪圖。
3.5合理制定評定體系。
合理的評定指標(biāo)是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力,對于數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)可采用以下方案評定:
3.5.1審閱課程設(shè)計(jì)報(bào)告,報(bào)告占總評成績的40%,報(bào)告要求條理清楚,格式規(guī)范,圖表完備,技術(shù)用語正確等。
3.5.2現(xiàn)場實(shí)物測試并提問,其中指標(biāo)完成占30%,外觀占5%,焊點(diǎn)質(zhì)量及布線占5%,該項(xiàng)占總評成績的40%。
3.5.3集體答辯,根據(jù)組員分工情況集體答辯,該項(xiàng)占總評成績的20%。
3.5.4總結(jié)分析設(shè)計(jì)、調(diào)試中出現(xiàn)的問題,就課題中出現(xiàn)的問題進(jìn)行綜合分析,評選出優(yōu)秀作品,予以獎勵。
4.結(jié)語
課程設(shè)計(jì)是數(shù)字電子技術(shù)課的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié),如何提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)是各高校普遍重視的問題。制訂合理的設(shè)計(jì)計(jì)劃、合理選題及應(yīng)用先進(jìn)的軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)等,可以激發(fā)學(xué)生對課程設(shè)計(jì)的濃厚興趣,使學(xué)生的創(chuàng)造力和綜合技能得到提高,為將來的畢業(yè)設(shè)計(jì)及工作打好基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著微電子技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字電子技術(shù)及其應(yīng)用向著更為深入、更為廣泛的層次擴(kuò)展。電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期和上市時(shí)間日益縮短,電子產(chǎn)品的功能更加豐富,性能更加優(yōu)良,由此推動了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)向電子設(shè)計(jì)自動化EDA方向發(fā)展,并且對EDA技術(shù)及其應(yīng)用提出了更高的要求。
1.課程設(shè)計(jì)的背景
中國石油大學(xué)(華東)的“電工電子學(xué)”課程是“國家級精品課程”,以著重培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀念、工程觀念、科技創(chuàng)新等基本素質(zhì)為教學(xué)方針。多年來在教學(xué)和科研中緊跟電子技術(shù)發(fā)展的每一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻,教學(xué)組的教師都適時(shí)地對內(nèi)容體系和教材進(jìn)行更新和完善,堅(jiān)持不斷進(jìn)行課程改革,取得了豐碩的成果?!皵?shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”是為大二學(xué)生暑期開設(shè)的一門必修課程,它是“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”等課程的后續(xù)課程,主要以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神為目標(biāo),加深學(xué)生對理論知識的理解,切實(shí)提高動手和解決問題的能力。
2.課程設(shè)計(jì)的選題
針對電子專業(yè)的特點(diǎn),我們在數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)部分采用了“基于復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)換成頻率,由CPLD實(shí)現(xiàn)頻率的計(jì)算,并轉(zhuǎn)換成被測量信號后輸出顯示。電阻、電感、電容經(jīng)過轉(zhuǎn)化電路,完成電阻/頻率(R/F)轉(zhuǎn)換,電容/頻率(C/F)轉(zhuǎn)換,電感/頻率(L/F)轉(zhuǎn)換。用CPLD測量其頻率,具體功能分塊包括:多路選擇開關(guān)、分頻器、時(shí)間閘門計(jì)數(shù)器、測量計(jì)數(shù)器等。頻率測量的主要部件是一個(gè)帶門控計(jì)數(shù)端的計(jì)數(shù)器(測量計(jì)數(shù)器),被測信號(被測頻率)由此計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。如果門控計(jì)數(shù)器的開門計(jì)數(shù)時(shí)間恰好為1秒,則測量計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值就是輸入信號的頻率。若改變開門計(jì)數(shù)時(shí)間,即可改變頻率測量的量程。如開門時(shí)間為0.1秒,則量程為×10,開門時(shí)間為0.01秒,量程為×100,開門時(shí)間為0.001秒,量程為×1000。由計(jì)數(shù)器的數(shù)值即可換算電阻、電感、電容的大小。本課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)測量電阻、電感、電容的4位十進(jìn)制數(shù)字顯示的數(shù)顯儀表,根據(jù)頻率計(jì)的測頻原理,由測頻量程需要,選擇合適的時(shí)基信號即閘門時(shí)間,對輸入被測信號進(jìn)行計(jì)數(shù),實(shí)現(xiàn)測量的目的。其數(shù)顯測量范圍為0-99990Hz,滿刻度量程分為9999、99990兩檔,手動轉(zhuǎn)換量程,當(dāng)輸入計(jì)數(shù)值大于實(shí)際量程時(shí)有溢出指示。
3.課程設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)
(1)按照現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的Top-Down模塊化設(shè)計(jì)方法,提出數(shù)字頻率計(jì)的整體設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行正確的功能劃分,分別提出并實(shí)現(xiàn)控制器、受控器模塊化子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。(2)針對ispLEVER的EDA設(shè)計(jì)環(huán)境,采用VerilogHDL語言,完成受控器模塊(測量計(jì)數(shù)器)的設(shè)計(jì),并采用Abel語言編程進(jìn)行仿真。(3)在ispLEVER的EDA設(shè)計(jì)環(huán)境中,完成基于Verilog語言實(shí)現(xiàn)的控制器模塊(閘門計(jì)數(shù)器,量程開關(guān),選擇開關(guān))的設(shè)計(jì),并采用Abel語言進(jìn)行仿真。(4)基于ispLEVER的EDA設(shè)計(jì)環(huán)境,采用VerilogHDL語言或原理圖,完成頂層模塊的設(shè)計(jì)并采用Abel語言編寫測試向量文件進(jìn)行仿真。
4.結(jié)束語
通過課程設(shè)計(jì)的鍛煉,學(xué)生可以增強(qiáng)綜合分析問題及解決問題的能力,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和潛在的能動性。有學(xué)生在總結(jié)報(bào)告中寫道:“通過這次課程設(shè)計(jì),我切身體會到給出一個(gè)命題,利用Verilog語言編程實(shí)現(xiàn)這個(gè)命題,并利用軟件模擬仿真,看功能是否得以實(shí)現(xiàn)的全過程。一方面學(xué)到了許多新知識,另一方面使我們對數(shù)字電子設(shè)計(jì)的全過程有了一個(gè)全面的了解,同時(shí)也深刻感受到利用EDA軟件實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)的強(qiáng)大優(yōu)勢。這樣的課程設(shè)計(jì)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(xué)信息與控制工程學(xué)院
二、基于專題作業(yè)和課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐性教學(xué)
在模電課程中,除了布置與理論教學(xué)同步的習(xí)題作業(yè)外,根據(jù)教學(xué)進(jìn)度擬定若干專題作業(yè)和課程設(shè)計(jì)題目,專題作業(yè)和課程設(shè)計(jì)與理論教學(xué)同步,并注意這兩方面在教學(xué)進(jìn)度上的配合。本文以2013學(xué)年模電課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)為例,介紹該實(shí)踐教學(xué)方法的基本內(nèi)容和教學(xué)體會。
1.電路仿真專題作業(yè)模電課程的第一次課用1學(xué)時(shí)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(shí)驗(yàn)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(xué)生在使用該軟件的同時(shí)也對電子測量儀器有了全面的了解,擴(kuò)展了知識面。教師可以現(xiàn)場演示,完成一個(gè)簡單電路的原理圖繪制、仿真和結(jié)果輸出。模電課程有較多結(jié)論可由仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,如放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)、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(yīng)用電路之后,布置一個(gè)電路仿真專題作業(yè),將書內(nèi)的內(nèi)容用軟件進(jìn)行驗(yàn)證。要求學(xué)生上交電路原理圖,以及電路仿真輸出和結(jié)果分析。經(jīng)過這個(gè)專題作業(yè)的訓(xùn)練,學(xué)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(xué)習(xí)中。
2.單元電路分析與設(shè)計(jì)在期中階段,學(xué)生已經(jīng)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(shù),以分析為主,這時(shí)布置一個(gè)單元電路分析與設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)題目,如設(shè)計(jì)一個(gè)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(biāo),要求學(xué)生提交設(shè)計(jì)報(bào)告。學(xué)生們先進(jìn)行電腦仿真設(shè)計(jì),然后在模電實(shí)驗(yàn)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(jìn)行調(diào)試和修改,撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。這個(gè)課程設(shè)計(jì)可由幾名學(xué)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(shè)計(jì)及制作在模電課程的后半期,布置一個(gè)綜合性的功能電路設(shè)計(jì)與制作題目,包含模電課程的重要知識點(diǎn)(放大器、濾波器、信號發(fā)生和處理電路、穩(wěn)壓電源),給出一些題目供學(xué)生選擇,如變調(diào)門鈴、直流穩(wěn)壓電源、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字萬用電表、音樂彩燈“模擬電子技術(shù)”課程實(shí)踐性教學(xué)改革探索控制器,要求學(xué)生組成項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),將該設(shè)計(jì)與制作作為一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行。該項(xiàng)目完成后,安排時(shí)間讓各位同學(xué)以小組為單位上臺展示自己的設(shè)計(jì)和實(shí)物作品,總結(jié)在設(shè)計(jì)制作過程中遇到的問題以及解決辦法,鼓勵同學(xué)對演講的同學(xué)進(jìn)行提問,教師負(fù)責(zé)掌控課堂秩序和提出問題,把學(xué)生解決問題的思路和方法進(jìn)行歸納總結(jié),把敘述不充分的部分從理論的高度進(jìn)行闡述完整。在這個(gè)課程設(shè)計(jì)中,學(xué)生完成了電路仿真設(shè)計(jì)、制作、撰寫報(bào)告、答辯等一系列內(nèi)容。
三、需要注意的問題
1.學(xué)時(shí)安排問題在總學(xué)時(shí)不變的情況下,增加實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容必然會占用理論教學(xué)學(xué)時(shí),如果處理不好會顧此失彼。在理論教學(xué)中,應(yīng)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(xì)枝末節(jié)部分。對主干部分應(yīng)詳細(xì)講解,對枝節(jié)部分則引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),在實(shí)踐中鞏固理論,用理論指導(dǎo)實(shí)踐,使學(xué)生掌握理論知識的同時(shí),提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
2.傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體設(shè)備的合理運(yùn)用對于理論難度大而需要詳細(xì)講解的部分,應(yīng)采用傳統(tǒng)的板書方式,教師和學(xué)生一起努力,完成數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)、難點(diǎn)的理解,使學(xué)生聽后印象深刻,思維節(jié)奏也容易跟上老師的節(jié)奏;而對于難度較小的內(nèi)容,可以充分利用多媒體課件講授,使用課件可以使講課內(nèi)容形象生動,并且可以提高授課的效率。傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體課件各有所長,二者合理搭配可以解決教學(xué)信息量大、課時(shí)有限的矛盾,并可以收到良好的教學(xué)效果。
3.專題作業(yè)和課程設(shè)計(jì)的選題由于教學(xué)時(shí)間有限,在專題作業(yè)和課程設(shè)計(jì)的選題方面應(yīng)緊貼理論教學(xué)內(nèi)容,注意控制題目的難度。由于學(xué)生處于大二階段,學(xué)生的專業(yè)知識較少,選題除了要緊密結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容外,還要注意趣味性,難度以學(xué)生們適當(dāng)擴(kuò)展知識就可以實(shí)現(xiàn)為度。否則不僅難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,反而會起到相反的作用。
一、引言
在現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展日新月異的今天,電工電子相關(guān)課程的教學(xué)模式受到了很大的沖擊。隨著大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)的迅猛發(fā)展,電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)手段和方法也在不斷更新。在實(shí)踐教學(xué)過程中如何提高學(xué)生的實(shí)踐能力,培養(yǎng)滿足社會發(fā)展需要的優(yōu)秀人才是高校工作者在教學(xué)工作中需要不斷思考和探索的問題。
按照知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高、協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念,以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心,建立有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,是北京交通大學(xué)國家級電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的目標(biāo)之一。為此,示范中心設(shè)計(jì)了一系列基礎(chǔ)性、設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性和研究性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
為了強(qiáng)化電子類專業(yè)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力,示范中心進(jìn)行了電子類系列課程設(shè)計(jì)的教學(xué)設(shè)計(jì)。系列課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的是鞏固加深相關(guān)電子技術(shù)課程的理論知識和綜合使用技能。通過對一個(gè)具體實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程,讓學(xué)生掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和設(shè)計(jì)流程,熟悉現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中常用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具及其使用方法。
通過系列課程設(shè)計(jì),加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),提高學(xué)生的實(shí)踐技能,為學(xué)生在本科學(xué)習(xí)期間工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而這種工程實(shí)踐能力無論是對于一名工程師還是一名研究人員都是非常重要的基本素質(zhì)。
二、建設(shè)基礎(chǔ)和建設(shè)理念
為加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),近年來示范中心開設(shè)了四門課程設(shè)計(jì):電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、DSP技術(shù)課程設(shè)計(jì)、EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì)、單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)。四門課程設(shè)計(jì)均單獨(dú)授課、單獨(dú)考核。2001年“電子電路實(shí)驗(yàn)系列課程改革”教學(xué)研究項(xiàng)目獲得國家教學(xué)成果二等獎,2004年“數(shù)字電子技術(shù)課程建設(shè)的研究與實(shí)踐”教學(xué)研究項(xiàng)目獲得北京市教學(xué)成果一等獎。示范中心奠定的良好基礎(chǔ)和全體教師的不懈努力,為課程設(shè)計(jì)的課程建設(shè)奠定了可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的課程建設(shè)已經(jīng)被列入學(xué)校精品課程建設(shè)的行列。
在課程設(shè)計(jì)的建設(shè)過程中,示范中心一貫強(qiáng)調(diào)具有鮮明時(shí)代特征的“一個(gè)優(yōu)先、兩個(gè)結(jié)合、三種意識”的教學(xué)思想。即強(qiáng)調(diào)師資隊(duì)伍建設(shè)優(yōu)先,建立一支教學(xué)水平與科研能力兼?zhèn)?、教育思想和知識結(jié)構(gòu)先進(jìn)、年齡結(jié)構(gòu)合理的從事電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)的師資隊(duì)伍;強(qiáng)調(diào)課程建設(shè)和當(dāng)前教學(xué)改革、人才培養(yǎng)目標(biāo)相結(jié)合,課程建設(shè)和科研相結(jié)合;強(qiáng)調(diào)領(lǐng)先意識、精品意識和特色意識。按照我?!皣鴥?nèi)一流、國際知名”的發(fā)展定位來建設(shè)課程設(shè)計(jì),使課程設(shè)計(jì)的教材、網(wǎng)絡(luò)課程、電子教案、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等內(nèi)容形成立體化規(guī)模,適應(yīng)時(shí)展需求。
三、課程建設(shè)與實(shí)踐
先進(jìn)的教學(xué)理念需要切實(shí)有效的教學(xué)方法與手段來實(shí)現(xiàn),這些手段和方法需要符合學(xué)生的認(rèn)知水平和教育規(guī)律。在近幾年的實(shí)踐教學(xué)工作中,示范中心針對課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)組織方式、考核方式等進(jìn)行了研究、探索與實(shí)踐。課程建設(shè)與實(shí)踐工作主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.以學(xué)生為本,尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
“興趣”是最好的老師,一旦學(xué)生對學(xué)習(xí)的內(nèi)容產(chǎn)生了興趣,那么學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性將會得到極大的提高,學(xué)生的潛能也會得到最大的挖掘。
考慮到電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、DSP技術(shù)、EDA技術(shù)應(yīng)用的廣泛性和學(xué)生興趣的迥異,目前每門課程設(shè)計(jì)均提供多個(gè)設(shè)計(jì)性題目。
在課程設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生根據(jù)自己的興趣自主選擇設(shè)計(jì)題目。題目的難易程度有一定的差別,每個(gè)題目均有基本功能和擴(kuò)展功能兩個(gè)部分,基本功能是要求學(xué)生必須完成的設(shè)計(jì)工作,是對學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的最基本的要求;擴(kuò)展功能有一定的難度,屬于選做的設(shè)計(jì)工作,這部分設(shè)計(jì)工作給優(yōu)秀學(xué)生提供了發(fā)展的空間。這種教學(xué)設(shè)計(jì)兼顧了不同層次學(xué)生的水平,滿足分層教學(xué)的需求。課程設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)題目是在充分考慮通信工程、自動化、電子科學(xué)與技術(shù)不同專業(yè)的特點(diǎn),考慮了設(shè)計(jì)內(nèi)容的實(shí)用性和先進(jìn)性以及學(xué)生的實(shí)際情況確定的,設(shè)計(jì)題目基本符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
在進(jìn)行設(shè)計(jì)選題過程中,學(xué)生不僅可以選擇課程設(shè)計(jì)講義中提供的設(shè)計(jì)題目,還可以選擇講義以外自擬的設(shè)計(jì)題目,但是需要指導(dǎo)教師的審核,以確定學(xué)生自擬的題目能夠達(dá)到教學(xué)計(jì)劃的要求,把好教學(xué)質(zhì)量關(guān)。這樣做不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)不同題目的設(shè)計(jì)工作同時(shí)在開放的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,學(xué)生們可以互相交流,擴(kuò)展了視野。
2.實(shí)驗(yàn)室開放,提供自主學(xué)習(xí)環(huán)境
課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的發(fā)展是在學(xué)生自主學(xué)習(xí)與外部條件的相互作用中完成的。
為了達(dá)到強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的效果,課程設(shè)計(jì)基本是集中在小學(xué)期進(jìn)行。為了能夠讓學(xué)生自主地安排學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)時(shí)間,有更多的時(shí)間自主選擇設(shè)計(jì)題目、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,示范中心在開放實(shí)驗(yàn)室的前提下,提前一個(gè)月的時(shí)間安排設(shè)計(jì)工作,明確設(shè)計(jì)要求。通過課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師對不同題目的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)方法和調(diào)試注意事項(xiàng)等相關(guān)內(nèi)容的介紹,讓學(xué)生自主選擇題目,進(jìn)行方案論證,最終確定設(shè)計(jì)方案。自主性學(xué)習(xí)尊重了人的發(fā)展規(guī)律和學(xué)習(xí)規(guī)律的客觀需求,是學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力形成的基本要素。
3.發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢,提高教學(xué)效率
由于課程設(shè)計(jì)題目多、方案多,在課程設(shè)計(jì)教學(xué)指導(dǎo)工作中,為了保證教學(xué)質(zhì)量,提高教學(xué)效率,每位指導(dǎo)教師僅針對一兩個(gè)設(shè)計(jì)題目精心準(zhǔn)備教學(xué),進(jìn)行課程設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容的介紹。同時(shí)授課電子教案在示范中心的網(wǎng)站,方便了學(xué)生自主學(xué)習(xí)。
4.重視啟發(fā)式教學(xué)
在教學(xué)中重視啟發(fā)式教學(xué),將傳統(tǒng)的在實(shí)驗(yàn)室手把手的指導(dǎo)方式轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式的引導(dǎo)。
在課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程中,理論課中注重總體方案設(shè)計(jì)思想的介紹、設(shè)計(jì)步驟的講解,注重技術(shù)課程設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)錯(cuò)誤典型案例的介紹,以及減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的措施、調(diào)試方法和一些經(jīng)驗(yàn)。理論教學(xué)僅介紹部分設(shè)計(jì)方案中核心芯片的功能,不提倡給學(xué)生提供具體的設(shè)計(jì)電路,注重啟發(fā)式教學(xué),鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新精神。
針對學(xué)生設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題,幫助學(xué)生分析問題出現(xiàn)的原因,探討解決問題的有效方法。鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí),并注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
5.重視實(shí)踐過程和學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)
在教學(xué)工作中,我們不僅注重學(xué)生課程設(shè)計(jì)的結(jié)果,更加重視學(xué)生的實(shí)踐過程,重視學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中的每個(gè)細(xì)節(jié)。示范中心希望通過四門獨(dú)立設(shè)課的課程設(shè)計(jì),加強(qiáng)學(xué)生查閱資料的能力、工藝素質(zhì)、市場素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)精神以
及綜合設(shè)計(jì)和實(shí)踐能力的培養(yǎng),從而達(dá)到強(qiáng)化學(xué)生綜合實(shí)踐能力目的。
課程設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是設(shè)計(jì)完成一個(gè)功能系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn),因此購買材料、器件成為設(shè)計(jì)過程不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)過程中要求學(xué)生在設(shè)計(jì)方案確定之前,進(jìn)行市場調(diào)查,自己到電子市場購買元器件。這樣做鍛煉了學(xué)生查閱芯片資料、確定參數(shù)、尋求各器件替代品、靈活修改電路的能力。不僅培養(yǎng)了學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的成本意識,而且讓學(xué)生熟悉了市場。
由于設(shè)計(jì)工作涉及面廣,任務(wù)繁重,因此課程設(shè)計(jì)要求以3人小組的形式完成。學(xué)生自由組合,自己選出組長,組長根據(jù)小組選擇的題目進(jìn)行分工。這種方式鍛煉了學(xué)生與他人之間的溝通能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。在設(shè)計(jì)方案論證、資料檢索、器件購買、問題分析等過程中,培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和合作意識,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
6.完善科學(xué)的考核制度
考核的目的是檢驗(yàn)教與學(xué)的效果、促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的完善和教學(xué)方法的改進(jìn)。目前課程設(shè)計(jì)的考核包括三個(gè)方面:設(shè)計(jì)結(jié)果、設(shè)計(jì)報(bào)告和答辯結(jié)果。設(shè)計(jì)報(bào)告有初期的總體方案設(shè)計(jì)報(bào)告和最終的設(shè)計(jì)報(bào)告??己诉^程中不僅注重設(shè)計(jì)結(jié)果,更加重視設(shè)計(jì)過程,重視學(xué)生設(shè)計(jì)報(bào)告中的問題分析及解決方法,重視學(xué)生答辯過程中分析問題的能力。突出考查創(chuàng)新能力,多方位、多角度地考察和評價(jià)學(xué)生的能力。
四、教學(xué)方法比較
近幾年示范中心嘗試了三種課程設(shè)計(jì)教學(xué)方式。一是全部工作由實(shí)驗(yàn)室教師完成,根據(jù)自然班安排指導(dǎo)教師,實(shí)驗(yàn)室開放,學(xué)生任選設(shè)計(jì)題目。二是由實(shí)驗(yàn)教師和理論課教師共同承擔(dān)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作,根據(jù)自然班安排指導(dǎo)教師,實(shí)驗(yàn)室開放,學(xué)生任選題目。三是實(shí)驗(yàn)教師和理論課教師共同指導(dǎo),實(shí)驗(yàn)室開放,任選題目,但教師的安排不再是以班級為單位,而是以設(shè)計(jì)題目為單位,每位老師僅負(fù)責(zé)一到兩個(gè)設(shè)計(jì)題目。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)果說明第三種教學(xué)方式教學(xué)效果較好,不僅指導(dǎo)教師人員充足,而且便于工作細(xì)化,保證了教學(xué)質(zhì)量。另外,由于每個(gè)教師僅指導(dǎo)一至兩個(gè)題目,不再是十幾個(gè)題目、近百種設(shè)計(jì)方案,這樣教師有更充沛的精力研究分析設(shè)計(jì)題目的教學(xué)方法和設(shè)計(jì)方案,便于精品課程的建設(shè)。
五、存在的問題和改進(jìn)思想
目前存在的問題主要有兩個(gè)。
2.綜合實(shí)訓(xùn):提升綜合素質(zhì)模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是綜合實(shí)訓(xùn)。這其中已經(jīng)不只是模擬電子技術(shù)一門課程,它將與數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用等課程綜合開發(fā)設(shè)計(jì)題目,訓(xùn)練學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。在訓(xùn)練方法上通過主動學(xué)習(xí)、自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)三個(gè)步驟激發(fā)學(xué)生的求知欲望和創(chuàng)新意識。(1)主動學(xué)習(xí):根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的基本功能和達(dá)到的指標(biāo)要求,學(xué)生通過查閱文獻(xiàn),確定自己的設(shè)計(jì)方案;利用軟件仿真電路,并通過調(diào)試確定適合的參數(shù);寫出預(yù)習(xí)報(bào)告。(2)自主設(shè)計(jì):根據(jù)軟件仿真電路搭建實(shí)際系統(tǒng)的硬件組件;完成系統(tǒng)程序設(shè)計(jì);進(jìn)行軟硬件調(diào)試,通過查找錯(cuò)誤、解決問題,達(dá)到鍛煉提高的作用;測試系統(tǒng)的基本參數(shù)和功能。(3)創(chuàng)新設(shè)計(jì):完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的進(jìn)階指標(biāo):如增加功能或提高指標(biāo);對系統(tǒng)進(jìn)行最終測試,給出誤差分析;寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告,提交實(shí)驗(yàn)作品。綜合實(shí)訓(xùn)使學(xué)生較系統(tǒng)地掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的選題、立項(xiàng)、方案論證、電路設(shè)計(jì)、裝配調(diào)試、系統(tǒng)測試、總結(jié)報(bào)告、文檔整理等全過程,培養(yǎng)學(xué)生理論知識的綜合運(yùn)用能力。
二、進(jìn)一步完善實(shí)踐教學(xué)體系
1.嚴(yán)格考核制度
要想使模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)順利地進(jìn)行下去,必須進(jìn)行嚴(yán)格的考核制度,以保證實(shí)踐教學(xué)的良好效果。(1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)學(xué)生每次做實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)中的操作表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)后的結(jié)果分析,給出實(shí)驗(yàn)成績,占模擬電子技術(shù)課程總成績的20%。模擬電子技術(shù)課程總成績=70%的期末考試卷面成績+20%的實(shí)驗(yàn)成績+10%的平時(shí)成績。(2)課程設(shè)計(jì)。完成課程設(shè)計(jì)中常用單元模塊電路仿真,成績?yōu)椤凹案瘛?;完成課程設(shè)計(jì)中常用單元模塊電路和規(guī)定電路的仿真設(shè)計(jì),成績?yōu)椤爸械取?;完成課程設(shè)計(jì)中全部軟件仿真設(shè)計(jì),成績?yōu)椤傲己谩?;完成課程設(shè)計(jì)中全部軟件仿真設(shè)計(jì)和一個(gè)綜合設(shè)計(jì)制作選題,成績?yōu)椤皟?yōu)秀”。
2.完善實(shí)踐教學(xué)體系的配套工作
除上述改革措施外,為進(jìn)一步完善實(shí)踐教學(xué)體系,實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備和運(yùn)行經(jīng)費(fèi)的投入是必要條件;編寫相應(yīng)教材,加強(qiáng)較適合學(xué)生之間的交流也十分重要。已經(jīng)完成或正在進(jìn)行的工作如下:(1)吸取經(jīng)典教材的寶貴經(jīng)驗(yàn)和新的教學(xué)理念,結(jié)合獨(dú)立學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及本院課程設(shè)置和課程大綱的要求,編寫適用于應(yīng)用型本科的教材——《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》以及配套的實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。(2)開設(shè)電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證考試(EDP),為學(xué)生就業(yè)增加砝碼;指導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生參加全國大學(xué)生電子競賽、全國大學(xué)生專業(yè)競賽等,促進(jìn)“因材施教的個(gè)性化培養(yǎng)”。(3)建立了模擬電子技術(shù)課程與實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)站,實(shí)現(xiàn)了指導(dǎo)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動,拓寬了主動學(xué)習(xí)的空間。